管壳式换热器壳侧不同折流板形式下流体流动与传热数值模拟

利用Ansys Fluent软件对小型管壳式换热器壳侧流体流动和传热进行了数值模拟,考察了单弓形、双弓形和圆环—圆盘三种形式的折流板在不同流量下的流场、温度场和压力场。分析了不同折流板形式在不同流量下对压力降和传热系数的影响:流量越大,压降和换热系数越大;在相同的流量下,单弓形折流板的压降最大,换热系数最小,另外两种折流板在压降和换热系数上没有明显的区别。而且单弓形折流板的压降和换热系数数值模拟结果与实验吻合较好,从而也证实了数值方法的可靠性。     

螺旋折流板换热器的国内外研究进展

针对螺旋折流板换热器的结构及折流板形式,简要介绍了国内外的研究进展,分析了壳侧流体的流动和换热机理,表明螺旋折流板结构是改善壳侧流体换热性能的有效措施。与传统的弓形折流板相比,螺旋折流板换热器的最大特点是单位压降下的壳侧换热系数高。     

曲面弓形折流板换热器壳程流体流动与传热

提出一种新型折流板--曲面弓形折流板,并构造曲面弓形折流板换热器,采用数值模拟和实验相结合的方法研究其壳程传热和流动阻力性能。在实验方面,设计了实验用曲面弓形折流板和普通弓形折流板换热器试样,其中换热器管束采用可拆连接形式,以考察不同折流板结构和板间距的影响。通过改变管程及壳程流量和管程流体进口温度,获得了大量对应于不同折流板结构的壳程压力降和传热系数实验数据。在模拟方面,利用Fluent软件建立了曲面弓形折流板换热器和普通弓形折流板换热器流体数值分析模型,得到了壳程流体流场分布及壳程压力降和传热系数。结果发现,在相同结构参数和流动条件下,曲面弓形折流板换热器壳程压力降比普通弓形折流板换热器降低9%～24%,而壳程传热系数比普通弓形折流板换热器提高3%～11%。     

螺旋折流板与弓形折流板换热器性能的数值模拟

针对弓形折流板、连续螺旋折流板换热器,采用FLUENT软件,k-ε湍流模型,通过数值模拟的方法比较了4块挡板的弓形折流板换热器和4个螺旋的螺旋折流板换热器的壳程流动与换热性能。结果表明:弓形折流板换热器流动湍动程度强,换热系数更大;螺旋折流板换热器壳程流动呈螺旋状,流动阻力更小;比较单位压降换热系数,螺旋折流板换热器综合性能优于弓形折流板换热器。     

管壳式换热器强化传热技术的研究与进展

综述了管壳式换热器壳程内管束支撑结构的发展概况,管束支撑由传统的弓形折流板到各种形式的折流杆、整圆形孔板、空心环、管束自支撑和螺旋折流板等,不但提高了换热器的整体传热性能,同时还大大降低了壳程流动阻力。     

换热器的管束支撑结构发展概况

综述了管壳式换热器壳程内换热管束支撑结构的发展概况.管束支撑由传统的弓形折流板发展为多种结构形式的折流杆、整圆形孔板和螺旋折流板等,不但提高了换热器整体传热性能,而且还大大降低了壳程流动阻力.可为换热器的结构优化和性能完善提供参考.     

螺旋折流板换热器螺距计算的通用公式

螺旋折流板换热器在许多工程领域尤其是石油化工领域应用广泛。本文以四块板连续搭接型螺旋折流板换热器为例,推导出了其螺距的计算公式,进而扩展到n块板连续搭接型、完全连续型和交错搭接型。最后得出一个能用于任何种类螺旋折流板换热器螺距计算的通用计算公式。并对现有文献中采用的计算公式的局限性做了简要讨论。     

折流板布置方式对换热器性能影响分析

本文通过Fluent软件对弓形折流板、1/4椭圆螺旋折流板以及1/4扇形螺旋折流板结构换热器的壳程侧内部流场进行了三维数值模拟,获得了换热器内部的诸多流动细节以及速度、温度场的分布情况,并对三种结构换热器性能进行了比较分析。     

螺旋折流板换热器简介及相关尺寸的算法

介绍了螺旋折流板换热器的起源与发展、壳程结构形式和流动原理，对其传热和阻力降的研究现状进行了总结，并给出了结构设计中相关尺寸的计算方法。目前螺旋折流板换热器的研究尚处于起步阶段，解决折流板加工和管束组装难题、提高生产效率、加快螺旋折流板换热器的推广应用是迫切需要解决的问题。     

折流板对管壳式换热器性能影响的研究综述

折流板是管壳式换热器不可缺少的部件,影响着换热器的传热、壳程压降及流动等性能。综述了折流板的缺口高度、间距、结构形式、螺旋角、开孔及材料选择等因素变化对管壳式换热器换热性能的影响。     

花格板换热器的流动与传热

花格板换热器作为一种新型的管壳式换热器,其流动和传热机理研究目前尚未有较深入的研究。通过CFD技术,对花格板换热器的流动和传热性能进行了研究,并将结果与传统的弓形折流板换热器进行了比较,结果表明,在相同的Reynolds数下,花格板换热器的压降仅为折流板换热器的0.45倍左右,而两者的传热系数相差不大,因而花格板换热器的综合性能参数约为折流板换热器的2.2倍左右。     

折流板间距对换热器性能影响的数值研究

采用CFD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。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。计算结果与现有实验结论吻合较好。     

供气系统对流化床气-固流动行为的影响简

流态化技术在过程工业中广泛应用。供气系统是流化床裂置系统的重要组成部分之一，本文总结了供气系统对流化床内气-固流动行为的影响，包括耦合作用形式、气泡流形式与相互作用，并讨论了气体分布板对流化床流动行为的影响，包括分布板气体流率的不均匀性、分布板进风方向的影响和分布板开孔率的影响。最后展望今后的研究重点方向。     

大管孔导流板管壳式换热器及其计算

管壳式换热器的折流板有圆缺形、碟环形等,使气体折流横过换热管流动,有其缺点。大管孔导流板是将这种板制作成一块整版,板上的管孔开大,叫大管孔导流板,即管孔直径比换热管直径大10%以上,让管隙流体全部导流从换热管外壁与大管孔的环隙间流过,使流体更趋向于紧贴换热管壁内外逆流传热。实践证明传热效果很好。还介绍了这种换热器传热系数和压力降的计算公式,很有实用价值。     

弓形折流板换热器壳程流体流动过程模拟及结构优化

折流板的结构参数是决定换热器性能的重要指标.采用传统弓形折流板,对折流板不同板距和不同缺口高度条件下换热器壳程流体的流动过程进行数值模拟.研究了换热器壳程流体的流动行为,全面分析了折流板结构参数对壳程流体流动、停留时间分布及压降的影响;综合考虑设备的能耗和性能,提出了折流板结构参数的合理取值范围,为工业上弓形折流板换热...     

蝶阀动水力矩计算方法辨析

由于蝶阀内流体流动属于三维受限空间流体绕流问题,蝶板绕流过程易出现边界层分离、涡群脱落等特殊现象,使得蝶阀动水力矩计算公式形式多样,计算结果也不尽相同.汇总国内外有关蝶阀动水力矩计算方法,对比分析了各种计算方法的准确性,此项工作对提升国内蝶阀设计水平起到积极作用.     

折流板结构对换热器壳程性能影响的对比研究

建立弓形折流板、连续螺旋折流板和四分螺旋折流板换热器模型,采用CFD软件Fluent借助数值模拟的方法,定量对比分析3种折流板结构下换热器的流动和传热性能。结果表明:同连续螺旋折流板换热器相比,四分螺旋折流板换热器壳程进口段长度增加。相邻折流板间距为128.85 mm时,同螺距128.85 mm时螺旋角为20°的两种折流板结构的螺旋折流板换热器相比,弓形折流板换热器综合性能最差,四分螺旋折流板换热器其次,连续螺旋折流板换热器最高。其中,不同流态下,连续螺旋折流板换热器较四分螺旋折流板换热器壳程综合性能增加7.28%~11.05%,弓形折流板换热器同连续螺旋折流板换热器和四分螺旋折流板换热器相比,壳程综合性能分别降低23.62%~28.65%和15.37%~21.08%。     

螺旋流动未充分发展段对换热器性能的影响

通过对不同螺旋角的螺旋折流板换热器壳程流体流动和传热进行研究,得出壳程进口未充分发展段的分布规律;并在考虑壳程结构特点的基础上,提出了一种新型变角度的螺旋折流板模型,改善壳程进口未充分发展段对换热器的影响。结果表明:换热器折流板的导流作用随着折流板螺旋角的增大而降低,螺旋角的增大使换热器壳程进口流体螺旋流动减弱,螺旋流动未充分发展段长度增加。变角度的螺旋折流板能够有效改善换热器壳程进口未充分发展段的作用,相同工况下通过优化变角度螺旋折流板α角,可使换热器壳程传热系数增加8.9%—9.1%,壳程压力损失增加5.8%—6.9%,综合性能增加6.6%—6.9%。计算结果为改进换热器螺旋折流板结构、强化换热器传热提供了理论依据。     

螺旋折流板菱形翅片管换热器的传热与流阻性能

引　言近年来的研究[1～ 6] 表明 ,螺旋折流板换热器的螺旋折流板使流体在壳侧呈连续柱塞状螺旋流动(即 plug流 ) ,不会出现传统折流板换热器内的流动“死区” ,并且由于旋流产生的涡与管束传热界面边界层相互作用 ,使湍流度大幅度增强 ,有利于提高壳侧传热膜系数 .PStehlik等[2 ] 对螺旋折流板换热器进行研究得出 ,相同条件下与传统弓形折流板换热器相比 ,换热器的传热系数提高 1 8倍 ,流动阻力降低 2 5 % .陈世醒等[6] 研究发现 ,对于水这样的低黏度流体 ,相同流量单位压降的壳程对流传热系数 ,螺旋折流板换热器约为普通弓形折流板换热器…     

热网加热器壳程折流板型式的研究

主要针对大型电厂热网首站,采用不锈钢波纹管汽一水换热器壳程折流板型式进行了研究,用周边割豁折流板形式,常用的单弓形、双弓形、三弓形、圆盘一圆环形折流板较安全可靠,换热器设备运行时传热效率完全满足要求。