螺旋流折流板的结构及功能

介绍了5种能在管壳式换热器壳程产生螺旋流的折流板结构,并比较了各种结构的特点及其功能,最后综述了有关的研究成果及螺旋流的折流板换热器的应用。     

新型螺旋折流板热交换器壳程传热性能数值模拟

通过Fluent数值模拟,比较了2种螺旋折流板热交换器的传热和流动性能,着重对比了不同流速下,新型螺旋折流板热交换器和传统螺旋折流板热交换器的性能参数及特征。结果发现,新型螺旋折流板热交换器的传热性能优于传统的螺旋折流板热交换器,在模拟范围内,随着流速的增加,传热优势最高可达10％,表现出较好的传热效果,但同时压降增大,需要引起注意。     

螺旋折流板热交换器最佳结构与折流板加工新技术

螺旋折流板热交换器是针对弓形折流板热交换器存在流动死区、压降较大、易诱导振动及易结垢等缺陷而出现的改进方案,其中折流板的结构型式对于热交换器的性能有决定性影响。对螺旋折流板热交换器的主要结构型式、研究进展以及一种传热系数、综合性能均很高且零件数量最少、结构简单的周向重叠三分螺旋折流板热交换器进行了详细介绍,并给出了一种扇形折流板激光切割加工的新方法。     

双壳程螺旋折流板换热器结构设计

介绍了一种双壳程螺旋折流板换热器的结构型式及各元件的结构设计方法。这种双壳程结构解决了在大直径换热器上由于采用单壳程螺旋折流结构所形成的折流倾角小、传热性能下降及压力降增大的弊病,具有良好的推广应用前景。     

螺旋折流板管壳式换热器壳程传热强化研究

对螺旋折流板换热器和传统的弓形折流板换热器进行了壳程传热性能和壳程的压力降的对比试验研究,测试了不同螺旋角的螺旋折流板换热器的壳程传热性能和壳程压力降,结果表明螺旋折流板换热器的螺旋流动强化了传热,且其壳程压力降比弓形折流板换热器小.     

螺旋折流板换热器的研究进展

简述了螺旋折流板换热器的强化传热机理，介绍了近年来螺旋折流板换热器的发展，及几种不同螺旋折流板换热器的性能和螺旋折流板的制造工艺，简述了数值模拟技术在其研究中的应用，并对螺旋折流板换热器在工业中的应用作了简单介绍。     

螺旋折流板换热器壳程流动与传热数值模拟研究

借助Fluent软件，建立了螺旋折流板换热器壳程通道的三维物理模型，采用RNG κ-ε模型，对壳程内的流动与传热进行了数值模拟研究，得到了不同雷诺数下换热器内的速度矢量、温度分布，即平均阻力系数及Nu数。结果发现，壳程的流动为近螺旋线流动，存在局部回流与流线短路；流体在折流板迎风侧的流动较理想，但背风侧流动需要进一步改善。类比定律分析表明，螺旋折流板换热器的流动虽然比弓形折流板理想，但还远没有达到理想的协同状态。     

不同螺旋折流板换热器壳侧流动的数值研究

采用数值模拟方法,运用大型CFD分析软件Fluent,研究了1/4椭圆螺旋折流板换热器、1/3扇形螺旋折流板换热器以及常见的1/4扇形螺旋折流板换热器壳程流体的流动特点,并与传统的弓形折流板换热器进行对比。采用Gambit软件建立模型和划分网格,采用分离变量法隐式求解,压力和速度耦合采用Simple算法。结果认为,螺旋折流板换热器的传热及阻力性能低于弓形折流板换热器,1/4椭圆螺旋折流板换热器的传热性能及压力损失最小,其次是1/4扇形螺旋折流板换热器,1/3扇形螺旋折流板换热器的壳程传热及阻力性能最高。     

折流板换热器的流场数值模拟与结构优化

基于多孔介质与分布阻力的概念,采用FLUENT软件对单弓形折流板换热器的壳程流场进行了三维数值模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。在此基础上针对折流板换热器壳程压降大、能耗高,存在传热死区等的缺点提出了壳程流场的改进方案,即在增加折流板缺口高度的同时,再加入2块分隔板。通过数值模拟可以看到壳程流场改进后不仅具有压降低、场协同性能好、基本无传热死区等特点,而且在一定程度还提高了管束抗流体诱导振动的性能。     

螺旋折流板换热器在常减压蒸馏装置中的应用

换热器的选型不仅影响到换热网络的能量回收,还会对常减压装置的长周期稳定运行产生重要影响.通过对壳程介质分别为柴油、脱前原油、常压重油、减渣急冷油和减压渣油的工艺流体进行螺旋折流板换热器（采用HelixTool程序）和弓形折流板换热器（采用HTRI 6.0软件）的工艺计算,对比发现,螺旋折流板换热器壳程的单位压力降传热系数更高.同时结合螺旋折流板换热器能够降低壳程结垢和振动风险、延长设备运行时间等自身特点,考虑了油品性质及价格因素影响,可为常减压蒸馏装置在选择合适的部位采用螺旋折流板换热器提供参考.以某厂脱前原油-初顶油气换热器为例,计算结果显示采用螺旋折流板换热器可将换热器壳径减小200 mm,重量减少约28％.可见,螺旋折流板换热器具有明显优势,既保证了工艺性能,又降低了设备投资.     

螺旋折流板换热器在炼油装置上的应用

描述了换热器壳程传热与流路的关系,简述了螺旋折流板换热器的传热机理,以具体工程案例说明以螺旋折流板换热器解决工程实际问题的有效性和节约投资的显著性.     

螺旋折流板替代弓形折流板

通过对螺旋折流板和弓形折流板的结构特点的比较分析,证明螺旋折流板换热器具有降低介质流动阻力、增加传热效率和减震等优点。以广西石化炼油工程常减压蒸馏装置的换热器设计为例,给出了螺旋折流板几何尺寸的计算方法。     

螺旋折流板换热器工艺计算优化

螺旋折流板换热器壳程具有强化传热和压力降低的特点,尤其适合高黏度、易结垢、传热和压力降受壳程控制的体系。目前可用于螺旋折流板换热器工艺计算的商业软件很少,这就增加了此类换热器设计和校核工作的难度。HTRI软件计算出的设计余量比Lummus设计值小35%左右,计算壳程压力降比Lummus设计值小很多,有的甚至只有1/3左右,计算结果过于保守。为解决工艺计算问题,开发了辅助HTRI软件的HelixTool程序(HelixTool+HTRI6.0)用于对螺旋折流板换热器的工艺计算。通过HelixTool+HTRI6.0,HTRI6.0及Lummus设计值3种工艺计算结果对比可知,HelixTool+HTRI6.0设计余量比Lummus设计值小3%左右,计算压力降也与Lummus设计值非常接近,完全满足工程设计要求,因此HelixTool+HTRI6.0可用于螺旋折流板换热器的设计与校核工作,同时,该方法还可利用HTRI软件自身优点对该类换热器进行优化设计。     

螺旋折流板的结构特点及板片尺寸计算

介绍了螺旋折流板换热器折流板的结构形式和特点,给出了螺旋折流板各部分几何尺寸的计算公式。     

螺旋折流板式换热器强化传热及其优点

由换热强化最基本概念入手,介绍了影响换热器传热效率的原因。传热系数作为影响传热效率的一个原因,而螺旋板式换热器基于提高传热系数开发的,通过两个实验论证了螺旋板式换热器的优越性,介绍了其应用开发前景。     

单弓形折流板管孔扩孔试验研究

对管孔扩孔与未扩孔的单弓形折流板进行了传热与流阻试验。结果表明,对折流板适当部位的管孔进行适当扩大,可提高换热器的传热效率,减小壳程压降,具有较好的节能降耗效果。优化后的扩孔方案,其壳程的努塞尔数可以提高1.7%~8.3%,阻力系数减小9.8%~13.0%,综合性能指标Nuo/oξ0.29提高5.9%~11.6%,换热器对数平均温差增加1.3%~3.6%,热流密度提高4.6%~5.6%。     

一种高效壳程强化传热换热器及其工程应用

介绍了换热器壳程强化传热的研究现状;分析了弓形折流板换热器传热效率差的原因;阐述了螺旋折流板换热器壳程强化传热的原理;对螺旋折流板换热器与弓形折流板换热器的技术性能进行了对比和经济效益分析;列举了螺旋折流板换热器的工程应用实例,并指出,螺旋折流板换热器的出现使换热设备大型化成为可能。     

高效拼装式连续型螺旋折流板换热器的开发

拼装式连续型螺旋折流板换热器是一种集目前国内市场上已有的非连续型螺旋折流板换热器和连续型螺旋折流板换热器的主要优点,同时克服其主要缺点的新型螺旋折流板结构的高效节能换热器。     

螺旋折流板列管换热器

和传统的垂直弓形折流板换热器相比 ,新型的螺旋折流板列管换热器有两高两低的优点 ,即高流速、高传热系数及低压力降、低能耗。此外也大大减少污垢沉积并抑制了振动破坏。该新型换热器已在炼油、化工、发电等行业得到越来越广泛的应用。     

防短路螺旋折流板管壳式换热器

虽然螺旋折流板管壳式换热器因其低压降、无滞留区、防结垢等性能在冷换工艺流程中得到广泛应用,但在较大直径换热器运行中出现换热效率低于计算结果的现象,其原因是两块相接折流板,由于简单对接而出现三角区短路现象,此短路分流了主螺旋流道介质流量,减少介质流速,影响雷诺数,所以严重削弱了壳程膜传热效率。文章介绍了一种改进型防短路螺旋折流板管壳式换热器,改进后的结构阻断了短路,使全部介质经理想的螺旋通道以达到良好的换热效果。另外由于其局部重叠的支撑结构很好地解决了管束中激振破坏管子的问题。