圆弧形凸台板式热交换器传热及流阻性能数值分析

采用计算流体动力学模拟方法,对板式热交换器圆弧形凸台板片进行数值模拟,并将烟气出口温度模拟结果与相关文献中的试验数据进行比对分析,验证了数值模拟的准确性.运用Fluent软件,对圆弧形凸台板片烟气侧传热和流阻性能进行数值模拟分析.不同凸台倾角时流道内温度场和压力场的分布情况表明,随着凸台倾角的减小,热交换器传热效果变好...     

扭曲管热交换器壳程性能数值模拟及其计算公式拟合

基于数值模拟软件FLUENT,对扭曲管热交换器及壳程传热和流阻性能进行了分析研究,并与弓形折流板式热交换器进行了对比。计算结果表明,扭曲管热交换器充分利用了壳程空间,其性能优于弓形折流板热交换器。在相同的流速下,扭曲管热交换器的压降是弓形折流板热交换器的1/3~1/4,综合性能参数是弓形折流板热交换器的3倍左右。对扭曲管热交换器性能参数进行了公式拟合,可对相关研究及生产提供一定的参考。     

冷板式换热反应器结构设计

针对传统管壳式换热反应器热阻大、传热系数小的缺点,采用独特设计的新型冷板作为换热元件,开发一种传热系数高、结构紧凑的冷板式换热反应器。通过数值模拟分析催化剂床层及冷板内部流体的速度场及温度分布情况,验证新型冷板式换热反应器的传热系数及传热性能,分析结果显示新型冷板的内部网状通道使流体流动方向和速度不断改变,加剧了流体的湍流效应,打破滞留边界层,降低了热阻。计算得出,新型冷板式换热反应器与传统管壳式换热反应器相比,传热系数明显提高。     

基于BP神经网络的板式热交换器传热与流阻性能预测

应用BP神经网络,建立了一种新的板式热交换器传热与流阻性能预测模型。它利用BP神经网络的函数拟合能力,通过拟合板式热交换器单板传热面积、板片厚度、波纹深度、波纹节距及波纹夹角等参数,来预测板式热交换器的传热系数、冷热侧压力降和传热准则关联式,对板式热交换器的传热与流阻性能做出综合评价。     

振动圆管内对流传热特性及场协同分析

采用FLUENT动态网格技术,研究了某型固定管板式热交换器两折流板间换热圆管在振动条件下管内流体的流动与传热特性,分析了不同振动参数对传热性能的影响。在文中计算工况下,数值计算结果及场协同分析表明,振动能强化传热,且其传热效果随振动频率和振幅的增加而增强,传热强度最多提高71％。在半周期内,时相位为90°时管内传热性能最好。在同一振动参数下,雷诺数越小,强化效果越好。对每一来流速度,存在临界振幅和频率,低于临界值不能强化传热。     

高精度热交换器传热与流动阻力性能试验装置

介绍了新搭建的热交换器传热性能试验系统的硬件、软件以及参数测量。系统由导热油、压缩空气、乙二醇溶液和水4种热流体与冷风和冷却水2种冷流体为循环工质的子系统构成,不仅能进行热流体对冷风或冷却水的一对一试验,还可以进行2种或3种热流体对冷风的复合型热交换器的传热性能测试。控制和测量系统以LabVIEW软件为平台,使系统具有测量精度高、自动化程度高、测试范围广等特点,为新型热交换器的设计和开发提供了可靠的测试手段。     

极粘物流换热

以往各种管壳式热交换器应用最广泛.由于能有效地应付流体流动性的大幅度变化,现在板式热交换器应用日益普遍.板式热交换器的优点是:结构紧凑、重量轻、存液量少、适应性极好、热回收率高以及传热系数大等.它不存在腐蚀问题,因为凡是可轧制的金属材质均可制成传热板,如不锈钢、钛钢以及耐腐蚀镍基合金等.选用合适的密封结构,在-25-250℃温度与2.5MPa压力范围内,上述材质有极好的抗蚀性能.     

加氢裂化尾油沉浸式水槽热交换器传热特性及计算

结合中试装置加氢裂化尾油(HTO)沉浸式水槽热交换器的现场运行数据,分析了在不同冷却水用量条件下HTO沉浸式水槽热交换器的传热规律,对比了在夏季工况和冬季工况条件下热交换器的热损失、蒸发量及传热效果,提出了在同类型热交换器设计中以夏季工况作为设计工况,冬季工况作为校核工况的可行性。在实际运行中,采取向水槽内冷却水底部鼓泡措施来提高传热系数,取得了良好的效果。在一定气速下,鼓泡口个数对传热系数有显著影响。通过对比实际运行参数与设计计算值,明确了此类热交换器传热系数计算时宜选用的经验关联式,可为同类型热交换器设计计算提供参考。在保守计算时,也可选取总传热系数的经验值31.1～32.4 W/(m~2·℃)进行简捷计算。     

板式空气预热器内部流场数值模拟与结构优化

利用FLUENT软件,建立板式空气预热器内部流体的三维数学模型,并对其流场进行了详细分析.研究发现,流体入口矢量方向与板束通道方向不一致,从而导致入口处的流体发生扰流,影响板束间介质的分布.结合其影响因素,提出了板式空气预热器入口的改进方案,通过数值模拟可以看出,入口流速分布有了很大的改善.     

全焊接板壳式热交换器在热水伴热中的应用

全焊接板壳式热交换器保持了普通板式换热器传热效率高、结构紧凑的优点,可以在更高的温度和压力下使用,具有高效经济的特点.以兰州石化公司石油化工厂热水伴热改造当中选用全焊接板壳式热交换器为例,介绍了其应用工艺、结构特点,并与传统管壳式换热器进行了比较和经济性分析,建议在炼油石化行业积极推广应用此类设备.     

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。     

换热器系统的能质传递有效度

基于热力学能质传递理论定义并导出了换热器系统的能质传递有效度计算公式,系统地讨论了传热单元数、冷热流体热容量流率比以及单台换热器的流型对换热器系统能质传递有效度的影响,比较了换热器系统的能质传递有效度与换热器系统的传热有效度。结果表明,对于由多台结构和流型相同的换热器串一并联组合而成的换热系统,当其中的每台换热器为逆流布置时其热力学性能最佳;在相同的情况下,换热器系统的传热有效度总是大于换热器系统的能质传递有效度,且换热器系统的能质传递有效度和换热器系统的传热有效度以及两者之间的差值随传热单元数、冷热流体热容量流率比以及单台换热器的流型的变化呈现不同的规律。     

杆式防冲结构对管壳式热交换器性能的影响

传统防冲结构--防冲板因其结构简单、适用性强等优点应用非常广泛,但是防冲板的引入也带来了热交换器壳程压降增高以及热交换器综合性能系数降低等问题,通过对防冲结构进行改进以提高热交换器综合性能,减少其能耗损失具有重要意义。采用美国HEI设计中提到的防冲杆作为防冲结构,通过建立相应的物理模型,分别对加装防冲板和防冲杆作为防冲结构的管壳式热交换器进行数值模拟,比较2种不同防冲结构对壳程流场的影响。研究结果表明,在所研究的进口流速范围内,管壳式热交换器防冲杆结构相比于防冲板结构,壳程平均传热系数仅降低0.9%,壳程压降平均降低20.48%,综合性能系数提升23.35%。     

板壳式换热器在连续重整装置的应用

板壳式换热器中冷、热流体在相邻波纹板管间呈全逆流流动，提高了传热效率，减小了压力降，运行中介质不易发生堵塞且安全可靠。实际应用表明，使用该设备可降低能耗，节约投资。     

插入物对新型换热器传热性能的影响

在新型换热器--自支撑矩形缩放管换热器的基础上,利用Fluent数值模拟方法,研究了在其壳程内分别插入传统插入物(旋流片)和新型插入物(折板)后传热性能与流动特性的变化,研究的雷诺数(Re)变化范围为27900~41900。结果表明,与空管缩放管换热器相比,插入旋流片和折板的换热器壳程的传热系数随Re的增大分别增加了31.07%~33.08%和38.01%~46.74%;插入物在提高传热系数的同时也引起了通道内压降的增大,插入旋流片和折板时通道内压降分别增加了69.32%~77.42% 和 68.49%~87.16%;插入折板后壳程通道内的综合传热性能最好,其次是插入旋流片的,无插入物时则最差。提高换热器传热性能的关键是要改善通道两侧缩放管处的传热性能,减小速度场与温度场间的协同角是增强换热器传热性能的一项重要措施。     

螺旋折流板换热器对流传热特点分析

利用计算流体力学(CFD)软件对8°折流板倾角的螺旋折流板换热器进行了壳程对流传热的数值模拟,通过与传热研究公司的HTRI软件计算结果的对比验证发现相关结果具有一致性。基于数值模拟结果,发现壳程流动呈现距壳体轴心越远流速越低,且换热效果越差的特点。借鉴"流路分析"的基本思想对上述问题进行了初步探讨,认为这是由于壳程主体螺旋流使得流经外侧管束的流体经过更多换热管管排,流经外侧管束的流体必须降低速度以维持其相同的进出口压力降,故外侧管束换热较差。这可能是较大壳体直径的螺旋折流板换热器表现不佳,故其在工程上使用较少的原因。同时发现经过一个螺旋周期后流场具有周期相似性,而这可以作为利用周期性边界条件对螺旋折流板换热器进行简化计算的依据。     

板式换热器设计选型的一种计算方法

研究了板式换热器的设计选型计算方法．建立了以冷热流体流速表征换热器传热系数与压降的模型，提出了一种基于上述模型的板式换热器选型计算方法，并使用通用的程序设计语言Delphi7．0实现了该计算方法的程序化。     

基于Fluent的夹套式热管热交换器的数值模拟

将数值模拟计算方法和Fluent软件相结合,对夹套式热管进行三维数值模拟,研究了热管热交换器在余热回收系统中的特点和作用。根据夹套式热管热交换器结构特点及传热特征,建立了夹套式热管热交换器流动与传热的三维物理模型,采用非结构化网格划分,选用k-ε湍流模型和耦合传热法,研究了夹套式热管热交换器壳程温度场分布。结果显示,夹套式热管内沿工质流动方向温度层次明显,壳程靠近热管的部位温度梯度大。