管壳式换热器动态过程实时仿真

基于物料平衡和能量守恒,分析和建立了管壳式换热器动态数学模型,以差分代替微分对模型进行数字化,通过组态王工控软件脚本语言编制了管壳式换热器动态实时仿真程序,能够模拟换热过程中各工艺参数变化时对换热终温的影响,对工程现场换热控制回路实际工作过程的研究及参数调校具有一定的指导和参考意义。     

间隙漏流对换垫器壳侧流场的影响研究

考虑管壳式换热器壳侧筒体与折流板以及折流板与管子之间的间隙漏流,通过优化网格生成方法,对所建立的三维实体模型进行网格划分,用CFD软件FLUENT进行数值模拟,研究壳侧流体的流动与传热特性.经与实验对比,模拟结果与实验结果符合良好,两者压降的最大误差仅为10.4%,表明笔者所建立的模型具有较高的可靠性与准确性.笔者的建模方法及所得结果为评价现有管壳式换热器的性能提供了一定的参考价值.     

折流板结构对换热器壳程流动和传热性能的影响

以弓形折流板为基础,设定相同的工况条件,用FLUENT软件对曲面、球面和弓形三种折流板型的换热器壳程流体的流动和传热性能进行模拟,并对三种板型的管壳式换热器壳程压降及换热系数进行比较分析。通过对比三种板型换热器的传热性能及压力、温度和流速云图,分析了产生传热性能差异的原因。研究结果可为管壳式换热器折流板设计及强化传热性能提供参考,具有一定的工程实际意义。     

折流板结构对换热器壳程流动和传热性能影响研究

以弓形折流板为基础,设定相同的工况条件,用FLUENT软件对曲面、球面和弓形三种折流板型的换热器壳程流体的流动和传热性能进行模拟,并对三种板型的管壳式换热器壳程压降及换热系数进行比较分析。通过对比三种板型换热器的传热性能及压力、温度和流速云图,分析了产生传热性能差异的原因。研究结果可为管壳式换热器折流板设计及强化传热性能提供参考,具有一定的工程实际意义。     

基于TRNSYS的双U型地埋管换热影响因素分析

针对水平式埋管占地面积大、换热效果差及竖直式埋管初期投资高、施工难度大的现状,基于TRNSYS建立地源热泵双U型地埋管换热器瞬态仿真模型。在保证研究变量为唯一变量的条件下,通过仿真计算分析地埋管不同钻孔数、不同埋管深度以及不同孔间距对地埋管换热器性能的影响,模拟试验结果表明:增多钻孔数、加深钻孔深度、增大钻孔间距均可提高地埋管换热器的换热效果。本研究为地埋管换热效果与施工难度的平衡提供分析依据。     

管内流体脉动对强化换热的影响

描述了在一套管式换热系统上装有一动源使管内流体脉动地流动,从而达到了强化换热的目的,实验结果发现,不同的流动速度下,脉动频率的变化对换热系数大小的影响不同;还发现在同一流速下,脉动频率变化对传热影响的规律,存在着最佳脉动频率值。这为改进管壳式换热器提出了一咱新型高效的换热方式。本文还对脉动强化换热的机理进行了初步理论探讨。     

基于ANSYS Workbench软件的压力容器管板应力分析

采用有限元分析软件ANSYS Workbench,对管壳式换热器管板进行了有限元分析,并按照应力分析标准JB 4732—1995分析了管板在正常工作、开工和停工过程中可能出现的4种瞬态和稳态操作工况下的应力强度。分析结果表明,最大应力发生在换热管与管板的连接处和筒体与管板的连接处;换热管与管板之间的连接强度、筒体与管板之间连接强度的主要影响因素为压力载荷。由强度校核结果可知,该换热器的设计符合使用标准。     

换热网络动态数学模型及其求解

以能量守恒为基础，建立了换热网络的机理动态数学模型，利用Visual Basic编程语言，运用显式差分法求解了该偏微分方程组。得到了当某流体入口温度扰动后，所有换热器出口温度的动态响应，求解结果表明所建立的动态数学模型符合实际情况，并成功应用于加氢裂化装置的高压换热网络的仿真培训。     

影响竖直地埋管深度的因素分析

《地源热泵工程技术规范》尚未对地埋管换热孔深度做出具体要求,通过建立三维数值传热模型,计算了不同深度时的传热情况,分析各种因素对地埋管换热器深度的影响,认为换热管内的流体流量为影响换热孔深度的一个重要因素,地温梯度、回填材料热物性和管道间距也对不同深度换热孔的换热能力产生了一定影响。因此在实际工程中,需要将换热孔深度加大时应相应提高管内流体流量,并合理加大换热管尺寸。     

脱碳工艺中管壳式换热器的模拟及优化

运用Aspen Plus对脱碳工艺中管壳式换热器进行模拟和优化,设计出符合国家标准的管壳式换热器.设计和模拟过程中,充分考虑各股物流的相态变化,利用Property Analysis模块生成物料相图,分析换热过程中的相变情况.结合手工计算,采用HEATER和HEATX模块简捷计算所需换热面积,初选出符合国家标准的管壳式换热器.在换热面积裕量及压力降许可范围内,调整参数变量,优化换热器.模拟优化结果表明:经过调整优化后,相同热负荷条件下,换热器实际换热面积节省21.4%.模拟和优化过程降低了实验费用,提高了工作效率.     

Flow mechanism and heat transfer enhancement in longitudinal-flow tube bundle of shell-and-tube heat exchanger

The flow disturbance and heat transfer mechanism in the tube bundle of rod baffle shell-and-tube heat exchanger were analyzed, on the basis of which and combined with the concept of heat transfer enhancement in the core flow, a new type of shell-and-tube heat exchanger with combination of rod and van type spoiler was designed. Corresponding mathematical and physical models on the shell side about the new type heat exchanger were established, and fluid flow and heat transfer characteristics were numerically ...     

U型管地热换热器中介质轴向温度的数学模型

基于能量平衡原理，经过分析与推导，得出了流体在U型埋管换热器流动过程中无量钢温度沿无量纲深度变化的关系式。根据埋管换热器的入口湿度，能更为精确地求出流体的出口温度，为进一步分析影响地热换热器性能的因素提供了条件。     

管壳式换热器的强化传热

从强化传热技术机理出发,分析了管壳式换热器的各种强化传热元件的结构特点、强化效果及适用工况,介绍了近年来国内外管壳式换热器的强化传热的发展现状,并阐述了换热器强化传热的发展方向。     

冷凝器换热模型与仿真

提出了水—水热泵机组冷凝器的稳态仿真模型 ;根据制冷剂的三种可能的存在状态将冷凝器的换热分为三个串联换热器的换热。针对一新型复合套管冷凝器编制了稳态传热仿真程序 ,利用该仿真程序分析讨论了冷却水入口温度和流量对冷凝器传热性能的影响。该仿真程序可模拟计算出冷凝器内温度分布和换热量 ,也可根据给定的设计工况确定换热面积 ,可用作整个热泵传热模拟和设计软件的一个组成部分     

分层土壤地下埋管换热器的一种优化方法

针对天津滨海新区100,m深土体分层的特点,根据分层土体内温度分布的数值模拟结果,分析了回填材料热阻与管间热阻相对大小的不同组合对换热器综合性能的影响.结果表明:由于埋管换热器中地下传热过程存在比较明显的“热短路”现象,换热管间垂直方向的热隔离能产生较明显的强化传热效果,从而提出了增加U型管管间热阻,以便提高埋地换热器换热性能的方法.     

地下连续墙内埋管换热器传热性能的试验研究

采用现场试验的方法对上海自然博物馆地下连续墙内埋管的传热性能进行了试验研究,分析了埋管布置形式、循环水流速、进水温度和运行模式对换热效果的影响.试验结果表明:地下连续墙内埋管的布置形式和传热性能都与传统的地埋管有较大的不同;混凝土水化热对地下连续墙体的温度有较大影响;增大埋管的支管间距可以提高其换热效果;在试验工况下的单组埋管合理流速为0.6～0.9m/s,;地下连续墙内埋管的换热量随进水温度呈线性变化;采用间歇运行的模式,可以提高热交换系统的换热量.     

流体诱导新型弹性管束强化传热实验

为深入研究不同实验条件下新型弹性管束的传热特性,建立了传热综合实验台,计算得到了管束管外、管内及总传热系数随Re的变化曲线图。实验结果表明:新型弹性管束的管外平均表面传热系数基本为同Re数下的固定管束的3倍以上,强化传热效果明显。对比不同条件下的实验结果可以得出,汽-水换热条件最好、水-水换热条件次之、恒热流条件最差。原因为管内流体介质对弹性管束的振动特性影响较大,振动特性增强使得传热特性增强。     

LNG绕管式换热器管侧流动与传热实验台设计及验证

绕管式换热器是天然气液化的核心设备,然而目前中国天然气液化用大型绕管式换热器的实验研究比较薄弱,相关设计工作的指导理论还不完善.为研究液化天然气(LNG)绕管式换热器管侧流动与传热特性,提出一种可以模拟LNG绕管式换热器实际运行工况的实验方法,并完成实验台的设计、搭建及调试工作.为保证实验数据的准确性,以液相丙烷为实验介质,对其在不同工况下的传热系数进行实测,并将实验所得传热系数与在相同工况下由经典的管内传热关联式计算所得传热系数进行对比.结果表明:实验台可以稳定工作,实验工况可以达到LNG绕管式换热器的实际运行工况,实验测试值与相同工况下的关联式计算值偏差在±10%以内.说明实验台精度较高,实验数据可靠,为LNG绕管式换热器管侧冷凝流动与传热特性的深入研究奠定了实验基础.     

地源热泵系统U型埋地换热器的实验研究与优化分析

在对比几种地源热泵系统U型埋地换热器的理论计算模型的基础上，将短时间步温度反应系数模型应用于某小区办公楼的地源热泵系统，对埋地换热器进行了理论分析，并给出了与实验值对比的结果．结果表明，短时间步温度反应系数模型可以较好地预测埋地换热器的换热性能，为地源热泵系统的设计与优化提供了依据。     

武汉与重庆典型地质结构下的地埋管换热性能

地埋管地源热泵换热器的换热性能受到不同地质结构的影响。以武汉和重庆地区的典型地质构成为边界条件,建立了三维地埋管的单孔双U管换热模型,通过模型计算,获得了两种地质条件下的地埋管换热性能,以重庆地区的地源热泵热响应测试结果以及工程运行数据出发,对模型的计算结果进行了验证,结果表明,模型吻合度较好,可以应用于工程分析。以模型为条件,进行地质结构对换热性能的影响度分析,预测了两地地埋管地源热泵的换热性能并计算得到换热器的平均换热系数分别为武汉地区K₁=1.65（W/m·K）,重庆地区K₂=1.51（W/m·K）。