用“流路分析法”计算管壳式换热器的壳程压强降

今年《化学工程》第2期中已详细刊登了关于“流路分析法”的研究情况。文中指出,用“流路分析法”不仅可以得到比较满意的计算结果,并且有助于全面地分析管壳式换热器壳程各流路对压强降及传热的影响。但是用此法进行计算时,需要用试差法,计算量很大,要用电子计算机才能解决。     

用流路分析法计算管壳式换热器壳程的流体阻力——壳程压强降研究小结(二)

“流路分析法”的主要内容是把管壳式换热器的壳程各流路模拟为管路网络系统,然后按并联管路原理来解决。通过实验求出各流路的阻力系数K_j和雷诺数Re_j之间的关联式。利用这些关联式,不仅能比较理想地解决壳程压强降问题,而更为重要的是可以算出各流路的流量,使设计人员能够对各流路之间的相互关系作出定量分析。这些内容对换热器的最佳化设计提供了有力的理论依据。     

用“流路分析法”分析管壳式换热器壳程各流路之间的相互关系

本刊曾连续地介绍了关于“流路分析法”的理论基础,实验方法及管壳式换热器壳程流体阻力的计算公式和计算方法。本文将讨论当各流路的条件发生变化时,如何求算壳程压强降和各流路的流量。其目的在于使设计及操作人员在设计和生产过程中遇到一些具体情况时,能比较客观地定量地分析问题,因而能做到有针对性地解决问题。     

管壳式换热器壳程传热强化研究进展

对比分析了管壳式换热器壳程传热强化的主要方式和壳程管束支撑结构的研究进展。大多数管壳式换热器壳程强化结构兼具管束支撑的功能,主要以不同形式的折流杆、整圆形孔板、空心环、管束自支撑和螺旋折流板等代替传统的弓形折流档板,结构的优化提高了换热器壳程传热系数,且有效降低了壳程的流动阻力,缓减了换热器壳侧管束的振动和结垢,从而提高了换热器的传热性能。     

管壳式换热器壳程传热强化研究

壳程的传热强化是管壳式换热器传热强化的一个重要方面.回顾了管壳式换热器壳程传热强化研究的发展.从流场和温度场协同配合作用的角度出发,研讨高效强化传热管的发展途径.指出壳程结构的优化必然同强化管束的优化组合相联系,且运用计算流体力学技术对壳侧流场和温度场进行数值模拟对研究管壳式换热器壳程的传热强化具有重要的指导意义.     

管壳式换热器壳程特性数值模拟

通过合理简化,建立管壳式换热器的实体模型,用大型CFD（computational fluid dynamics）软件FLUENT对于管壳式换热器壳程的流体流动与传热性能进行数值模拟研究.利用判断周期性充分发展段的3个主要特征,分别从压力差、无因次温度、速度3个方面,分析具有不同流体速度、不同流体介质、不同折流板间距时几种折流板管壳式换热器模型的进出口段对于壳程流体流动与传热性能的影响.结果表明,管壳式换热器结构一定的情况下,进出口段对壳程流体流动和传热周期性充分发展段的影响长度不随壳程流体性质、流动速度的变化而变化;随着折流板间距与筒体内径的比值增大而增大.     

管壳式换热器壳程强化传热研究进展

根据国内外强化传热技术的研究现状,着重介绍了管壳式换热器在壳程强化传热方面开展的工作及取得的成果。     

并流多通道管壳式换热器壳程传热性能

对并流多通道进出口(MPC)轴流管壳式换热器壳程传热性能进行数值模拟,分别研究了管排数N,Re,不同开孔率的挡板对壳程进口段的局部传热系数分布、局部平均Nu的分布、换热器的平均Nu等特性的影响。结果表明:在无挡板条件下,随着N的减小,壳程传热系数分布不均现象得到有效的遏制,N=7时基本上无传热死区。挡板的存在,不但使得进口段的局部传热系数分布更加均匀,而且能够提高换热器的整体传热Nu。不同参数的挡板之间,挡板1的作用最为明显,可以使得Nu提高10%—12%。     

并流多通道管壳式换热器壳程流场分布

对一种新型并流多通道进出口结构（MPC）轴流管壳式换热器壳程流场分布与阻力性能进行全面研究,分别研究了管排数、Reynolds数、不同挡板对壳程流场分布、阻力性能的影响,并且采用实验方法对数值模型与方法的正确性进行论证。研究结果表明,在无挡板的情况下,随着管排数的减小,壳程流场分布不均现象得到有效的遏制,压降大幅降低,最大降幅达到70％以上;挡板能够有效促进流场的二次分布,但是同时亦使阻力增大较为显著。     

FLUENT软件模拟管壳式换热器壳程三维流场

基于各向异性多孔介质与分布阻力模型、修正k-ε模型和壁面函数法,对普通管壳式换热器壳程流体的流动与传热,利用FLUENT软件进行了三维数值模拟。计算了不同流体初速下,管壳式换热器壳程的速度场、温度场和压力场,计算结果与实际情况相符,得到了有参考价值的结论。     

连续螺旋折流板换热器壳程流动与传热数值模拟

建立了连续螺旋折流板换热器三维模型并划分网格,采用分离式求解器、SIMPLE压力速度耦合方式与Realizable k-ε湍流模型,利用FLUENT软件对连续螺旋折流板换热器壳程流体流动与传热进行了模拟计算,得到壳程流体速度、压力与温度分布图,并与传统弓形折流板换热器作比较。螺旋折流板节距与弓形折流板间距相等时,螺旋折流板换热器壳程传热系数增加了25%左右,而压力降减小了18%左右。通过对不同螺旋角度的螺旋折流板换热器进行模拟分析,发现随螺旋角增大壳程传热系数和压力降都呈减小趋势,且壳程流体进口平均速度越大,作用越明显,故在实际工程中,盲目追求高的传热系数或低的压降都是不可取的。本数值模拟可为螺旋折流板换热器进一步的工程研究提供可靠的理论参考依据。     

纵流壳程换热器传热性能研究进展

基于折流杆、整圆形孔板、管束自支撑及空心环支撑等纵流换热器壳程的结构特点,从实验和数值模拟两方面阐述了这些换热器壳程流体流动和传热的研究现状,归纳总结了其传热和阻力性能的计算关联式,对比分析了其适用工况,为纵流换热器的进一步发展和应用提供指导。     

Method for Calculating Pressure Losses in an Upward Cocurrent Flow

In an upward cocurrent gas-liquid flow in a vertical tube, the dependence of the pressure gradient on the gas velocity is known to be extremal. At a certain gas velocity w = w ₀, the pressure gradient takes the minimal value ϕ = ϕ₀. It is also known that stable modes of upward cocurrent flow, which are of the greatest practical importance for adsorption processes, occur at w ≥ w ₀. By analyzing a large body of primary experimental data obtained by various researchers over a wide parameter range, corrections are made to a known relation between the pressure gradient and the gas velocity in a column. An algorithm for calculating the pressure loss is developed.__________Translated from Teoreticheskie Osnovy Khimicheskoi Tekhnologii, Vol. 39, No. 3, 2005, pp. 319–326.Original Russian Text Copyright © 2005 by Novozhilov, Kutepov.     

管壳式换热器壳侧强化传热技术的研究进展

指出了传统的弓形折流板管壳式换热器存在的问题,对各种强化壳程传热的传热管换热器、纵向流、螺旋流、射流换热器的结构特点、强化传热机理及其研究现状进行了详细的分析与总结,并提出了管壳式换热器壳侧强化传热技术的发展方向。     

U形管式换热器整体管板设计的计算方法

本文介绍了U形管式换热器整体管板设计的一种计算方法。该方法是:将管板的钻孔区处理为一块承受均布载荷的当量实心圆板,将管外板侧的非钻孔区处理为一块承受均布载荷的圆环板,考虑了管箱和壳体与管板间的相互作用,采用解析法分析管板的变形和应力,按ASMEⅧ—2的方法对应力进行评定。该方法采用F.Osweiller假想弹性常数,它适用于管孔按正方形排列的整体管板。按其计算的管板厚度比按其它常规设计方法计算的厚度薄。     

填料塔气液并流接触时压降的研究

以内径72 mm的玻璃吸收塔为主体,分别采用Mellapack-250X型金属孔板波纹规整填料以及Dg16塑料阶梯环散堆填料作为传质媒介。以水-SO2作为研究体系,结合气液逆流接触吸收试验对比分析气液并流接触时填料层压降的情况,并分别考察了气相动能因子F和液气比L/V对填料吸收塔气液并流接触时填料层压降的影响。填料层压降随着气相动能因子F的增大呈指数型增长,随着液气比的增加而升高,并流操作时的影响相对逆流操作时变化幅度较小。通过试验结果拟合出相应压降的关联式,为进一步的工艺设计与优化提供相关依据与理论指导。     

预测气液分层流含气率及压降的模型

The time-dependent liquid film thickness and pressure drop were measured by using parMlel-wire conductance probes and capacitance differential-pressure transducers. Applying the eddy viscosity theory and an appropriate correlation of interfacial sear stress,a new two-dimensional separated model of holdup and pressure drop of turbulent/turbulent gas-liquid stratified flow was presented. Prediction results agreed well with experimental data.     

重量分析法中非手工滴加沉淀剂的一种方法

本文从仪器设备、操作步骤、精密度和准确度、方法的优点等方面对该方法进行了较为详细的阐述。     

利用井口油压计算地层静压新方法

储层压力的分布规律是气藏开发策略制定的重要依据。高含硫气井下放压力计到井底困难,测试数据少,对此常规方法无法准确求取地层压力。针对这一问题,提出一种利用井口压降求取气藏压力变化的新方法。首先论证了关井时井口油压与地层静压之间具有一致性,然后采用生产过程中关井时井口油压总结了各井的井口压降公式,根据测试点的地层静压得到单井区域地层静压随累产变化的公式,最后得到目前累计产量下各井的地层静压。     

平行流列管式固定床反应器管外流体的模拟

运用计算流体力学软件FLUENT6.1对平行流列管式固定床反应器环形流道及管间流体的流动进行数值模拟。模拟结果表明,流体进入环形流道后流速急剧变化,要达到环形流道内侧壁沿圆周流量均匀分配,就必须在不同的位置开不同尺寸的孔,反应器进口挡板和分布板的设置使管间流体在进入反应器后径向分布基本均匀。建立冷模实验装置,测定流体在反应器管间不同高度同一截面上的压力分布,实验结果表明,反应器管间流体达到均匀分布。管闯流体压力的模拟值与实验值相比较,两者吻合良好。