管壳式换热器壳侧强化传热与管束支撑方式的研究进展

从管壳式换热器壳侧管束支撑方式和强化传热的角度,综述了从弓形折流板换热器、折流杆式换热器到螺旋折流板式换热器的研究进展,特别介绍了一种适合正三角形布管的三分螺旋折流板换热器的新型结构,并指出非连续折流板螺旋换热器中相邻折流板形成的三角区的泄漏是方向指向上游的有益流动,而目前常用的螺旋折流板轴向搭接方案则开启了一条指向下游的旁通捷径,将影响绕行主流正常流动和传热。     

大型管壳式换热器数值模拟分析

以某硫酸厂大型管壳式乙二醇换热器为分析对象,采用CFD软件FLUENT对其整体结构进行数值模拟,得出了换热器整体流场和温度场特性,分析了关键区域折流板和特征换热管的温度分布,并与实际测量值作出对比。研究结果可为换热器的设计方法和换热器的故障分析手段提供参考。     

折流栅换热器的研究与进展

针对传统的弓形折流板换热器壳侧存在的问题，提出新型管束支撑结构—折流栅，对折流栅换热器的结构特点、强化传热机理及其传热与阻力特性的研究现状进行了详细的分析与总结，并提出了折流栅换热器今后发展和研究的方向。     

螺旋折流板管壳式换热器壳程传热性能及压降的研究

本文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阻力的对比,同时通过实验方法对25°、40°螺旋角的螺旋折流板和弓形折流板换热器进行了壳程传热性能和壳程阻力的研究,得出螺旋折流板换热器的螺旋流动强化了传热,螺旋折流板换热器的壳程阻力比弓形折流板换热器的壳程阻力小。     

折流板位置对换热器性能的影响

采用FLUENT数值模拟方法,研究了简化模型下弓形折流板和螺旋折流板换热器,对应于不同间距/螺距时,流动参量的变化对换热器整体流动与传热性能的影响,进而研究非等距换热器.结果表明,两种结构对应的壳程压力损失和换热系数均随壳程流量的增加而增大,而螺旋折流板结构单位压降下换热系数大于弓形折流板,并且其性能受折流板螺距变化的影响较小,体现了螺旋折流板结构的优越性.为进一步研究非等距型换热器提供了依据.     

螺旋折流板换热器在发电厂应用的可行性

性能试验和数值模拟计算都表明,三分周向重叠螺旋折流板换热器是一种适合正三角形布管的自然分隔、可抑制逆向泄漏、零件较少、且其壳侧换热系数和单位压降的壳侧换热系数指标较高的结构型式。不仅可应用于发电厂的油冷却器、闭式冷却器等单相流体传热场合,而且可利用倾斜折流板的疏液和螺旋通道中离心力分离汽液作用来强化立式给水加热器的壳侧传热,为推广应用可以节省占地面积且维修方便的立式给水加热器开拓了新思路。     

螺旋折流板换热器的研究与进展

本文介绍了螺旋折流板换热器的几何形状和流动原理,对其传热及压力降的研究现状进行了总结,与弓形折流板换热器相比,螺旋折流板换热器的最大优点降低阻力,增加传热系数。未来的研究重点是流动换热机理以及影响流动换热机理的因素。     

连续螺旋折流板管壳式换热器动态特性研究及预测

建立了可进行壳管式换热器动态特性试验研究系统,通过试验研究的方法对水-油为换热工质的连续螺旋折流板管壳式换热器动态特性进行了试验研究,进口流量扰动为等百分比流量特性,研究了4种流量扰动方式下水和油出口温度的动态响应。同时研究了在一定Re数下,不同的流体扰动量对换热器进出口温升的影响,得到了换热器进出口温升与流体扰动量之间的关联式。实验表明,液液换热系统温度的动态响应时间比较长,研究发现在正负的流量扰动下,换热器进出口温度变化呈现线性变化,进出口温升在正负流量扰动下其变化曲线具有对称特征。分别建立了有限差分数值预测模型及人工神经网络模型对换热器油侧的出口温度进行了动态预测,预测结果与试验值符合良好,人工神经网络的预测结果要好于数值模拟预测,其偏差绝对值在1.3%以内,表明人工神经网络在进行复杂的系统辨识时具有一定的参考及应用价值。     

三分螺旋折流板换热器壳侧传热特性试验

对倾斜角为20°、24°、28°、32°单头和32°双头周向重叠三分螺旋折流板换热器和作为对照的弓形折流板换热器的水-水传热和压降性能进行了测试;得到了总体传热系数K、壳侧换热系数ho、壳侧压降Δpo等参数和ho/Δpo综合性能指标随壳侧流量的变化曲线。试验结果表明倾斜角20°方案的性能指标均好于其他方案,且其壳侧换热系数和单位压降的壳侧换热系数综合性能指标比弓形折流板换热器方案平均分别高出25%和100%以上。     

连续拼接型螺旋折流板换热器壳程流场与温度场数值研究

针对单弓形折流板换热器壳程压降大、连续型螺旋折流板换热器安装制造成本高的缺点,提出一种连续拼接型螺旋折流板换热器。基于流体力学基本原理与周期性充分发展模型理论,对连续拼接型螺旋折流板换热器壳程流场与温度场进行数值模拟,研究表明：雷诺数在2000~10000范围内,当螺旋角为70°时换热器的综合换热性能最好,且是同尺寸单弓形折流板换热器的15~21倍;利用多元线性回归方法推导出了连续拼接型螺旋折流板换热器壳程对流换热系数与压降的准则数关系式。     

弹性管束结构改进及折流板对振动与传热性能的影响

为提高弹性管束换热器的综合传热性能,基于传统弹性管束换热器,在内部增设折流板并对其传热元件进行结构改进。采用双向流固耦合计算法,对不同结构条件下4种弹性管束换热器的振动及传热特性进行了定性和定量对比分析。结果表明：管束结构改进及增设折流板均会增强弹性管束的振动强度,且弹性管束结构改进后各排管束的振动一致性提高;在弹性管束振动条件下,与无折流板的传统弹性管束换热器相比,仅对管束进行结构改进传热性能可提高12.51%,仅增设折流板可使管束传热性能提高25.28%,对管束进行结构改进并增设折流板可使管束传热性能提高28.57%;在弹性管束换热器结构不变的条件下,与非振动条件下的计算结果相比,管束结构改进可使管束传热性能提高6.53%,增设折流板可使管束传热性能提高5.09%,同时进行管束结构改进并增设折流板可使管束传热性能提高7.96%。     

于海鲜酱杀菌的折流板波纹管换热器传热与流动性研究

为了开发用于液体食品杀菌的新型换热器,通过实验研究了螺旋折流板波纹管换热器用于海鲜酱杀菌过程中的传热与流动性能。研究结果表明:在水-海鲜酱的热交换中,螺旋折流板波纹管换热器总传热系数比波纹管换热器提高了10%～50%,比光管换热器提高了30%～130%;管侧海鲜酱综合性能系数α/Δp值波纹管大于光管,壳侧水的综合性能系数α/Δp值螺旋折流板波纹管结构换热器比波纹管结构的和光管结构的都大,证明了螺旋折流板波纹管换热器用于液体食品杀菌具有良好的应用前景。     

板壳式换热器传热准则关系式的分析与实验研究

假设板壳式换热器为特殊板式换热器,介绍了板壳式换热器传热准则关系式的研究方法.分析比较了壁面温度测定法、等雷诺数法、威尔逊法和等流速法等的适用性,确定了利用等流速法来进行实验研究,并分别进行了测定实验和验证实验,测定实验控制进出口流速相同,验证实验控制热侧流速不变,改变冷侧流速,采用实验获得的数据拟合传热准则关系式,计算出传热系数的相对误差.结果表明:传热系数的相对误差小于5%,所得传热准则关系式是合理的,表明板式换热器的研究方法适用于板壳式换热器.     

自激振荡管壳式换热器强化传热的可行性分析

脉动流体能够使管壳式换热器换热系数得到提高,而自激振荡腔在一定的结构参数和运行参数下能够使流体产生脉动。在管壳式换热器前安装自激振荡腔,使流体流经自激振荡腔产生脉动流动,从而实现管壳式换热器的强化传热。分析了将自激振荡腔用于管壳式换热器强化传热可行性。     

管壳式换热器的换热管强化传热技术浅述

介绍了管壳式换热器的换热管强化传热技术,分析了各自的原理、优缺点及推荐的使用场合。采用节能技术的换热器不仅提高了能源的利用率,而且减少了金属材料的消耗,对化工行业提高经济效益具有重要意义。     

分体锅壳式螺纹烟管废热锅炉研制

本文介绍了一种为节约能源、减少排放,针对石化、炼油、冶金、建材等行业产生的废气、废液燃烧的烟气及其特点而开发研制的新型分体锅壳式螺纹烟管废热锅炉。     

某管壳式换热器制造工艺技术

本文主要阐述了某管壳式换热器的结构特点、制造难点及关键制造技术。重点介绍了内外壳体套装、封头组件、管束等关键部件的制造工艺措施及控制重点。     

Thermodynamic and Economic Optimization of Plate Fin Heat Exchangers Using the Bees Algorithm

This study presents the successful application of the bees algorithm (BA) for optimal design of a cross‐flow plate fin heat exchanger by offset strip fins. The ε – NTU method is used to approximate the heat exchanger effectiveness and pressure drop. Two different objective functions including the minimization of total annual cost (sum of investment and operational costs) and total number of entropy generation units for certain heat duty required under given space constraints are considered as targets of optimization separately. Based on the applications, seven design parameters (heat exchanger length at hot and cold sides, fin height, fin frequency, fin thickness, fin‐strip length, and number of hot side layers) are selected as optimization variables. Two examples from the literature are presented to illustrate the efficiency and accuracy of the proposed algorithm. Results showed that the BA can detect an optimum configuration with higher speed (short computational time) and accuracy compared to the imperialist competitive algorithm (ICA) and the genetic algorithm (GA). © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 43(5): 427–446, 2014; Published online 3 October 2013 in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com/journal/htj ). DOI 10.1002/htj.21087     

不同折流板换热器的传热与流阻性能对比

以柴油(水)为工质,在流量范围为4m^3／h≤W0≤19m^3／h内,用两种不同壳体结构的折流板换热器进行对比试验。研究得到了两种换热器的壳侧传热膜系数和流动阻力随流量变化的关系曲线。研究结果表明：在该试验条件下,螺旋折流板换热器的壳侧传热膜系数比弓型折流板换热器高33％-136％,具有较好的强化传热效果,而壳侧流动阻力则比弓型折流板换热器低15％-35％。螺旋折流板换热器具有较好的传热与流阻特性,用于石油、化工等领域具有广阔的前景。