换热管缠绕角参数对管壳式换热器壳程流场的影响

以家用采暖炉具的换热器为研究对象，通过三维建模软件建模，应用CFD数值模拟分析在不同入口流速的工况下，换热管缠绕角度对壳侧流体流动和传热性能的影响。仿真分析结果表明：随着入口流速的增加，壳程流体混合程度更均匀，流体受到的阻力逐渐减小；在换热器高度一定时，相对于直管式换热器，绕管式换热器换热面积更大，换热性能更好。     

管壳式换热器管程流动传热特性及其影响因素研究进展

管壳式换热器作为典型的压力容器,因其结构简单、承压能力强、耐高温及稳定性好被广泛应用于化工、能源、冶金及食品行业。随着工业的快速发展及生产力的提高,对管壳式换热器的换热量及换热效率要求也越来越高,研究管壳式换热器流动传热特性及其影响因素对提升其换热效率十分重要。管壳式换热器流体介质经过换热管内的通道称为管程,对管壳式换热器管程的流动传热机理研究进行综述,总结其流动传热机理,分析影响管壳式换热器管程流动传热因素,为其强化流动换热提供理论依据及研究方向。     

换热器进口管箱流场的数值分析与应用

采用计算流体力学方法，对管壳式换热器进口管箱内流场进行数值分析，模拟结果清晰地显示出管箱内流体流动状况，可用于分析管子与管板连接接头发生冲蚀和泄漏，以及不同区域的管子换热强度不同的原因。应用数值分析方法提出了锥形导流筒结构，明显地改善了管箱内流体流动和压力分布的均匀性，有利于提高换热器的总传热性能。     

螺旋扭曲扁管换热器传热与流阻性能试验研究

对4种不同结构的螺旋扭曲扁管换热器的管程和壳程传热与流阻性能进行了试验研究,并和采用圆管作为换热管的弓形折流板换热器进行了比较,根据试验数据回归出反映螺旋扭曲扁管换热器管程和壳程传热与流阻特性的关联式。研究结果表明,螺旋扭曲扁管换热器管程与壳程都有较好的强化传热性能,螺旋扭曲扁管的几何尺寸和流体Re对其管、壳程传热与流阻性能有重要影响。     

泡状管换热器强化传热与整体性能的数值模拟

针对泡状管管壳式换热器,采用FLUENT软件对其进行管程和壳程耦合传热的整体数值模拟,并将模拟结果与具有相同形式相同换热面积的光滑圆管换热器对比。通过结果对比分析泡状管强化传热的效果、压降及总传热系数的差异;评价泡状管壳式换热器的传热性能。结果表明:相比圆管,泡状管表面形状的变化对管壳两侧均起到强化传热的作用,同时管程流动阻力增大,但壳程阻力有所降低。总体传热系数较圆管有较大幅度提高。综合考虑总传热系数和压降,泡状管对壳程传热性能提升明显。     

螺旋套管式换热器螺纹扰流及耦合传热数值模拟

考虑壳程流体和管程流体的耦合传热,对套管式换热器管程流体的流动特性和换热特性进行数值分析。对比不同模型的管程流体的Nu和f,发现了螺纹管传热的优越性,结合管程流体速度场、温度场的细观信息,揭示了管程流体的换热性能和流动特性,并分析了不同流体介质对其管程换热效果的影响。结果表明：内管采用螺纹管时,螺旋套管式换热器管程流体的换热性能明显优于光滑内管,在研究范围内,内管采用螺纹管的Nu是采用光管的1.76～1.9倍,流体受离心力、螺纹扰流和螺旋槽导流的复合作用,强化了管程流体的传热。在同一雷诺数下,30号透平油的Nu最大,约为空气的3.8～5.01倍,然后依次是水、水蒸气、空气。     

管壳式换热器的研究进展

综述了近年来管壳式换热器的研究进展,从管程、壳程两方面介绍了传热强化技术和传热强化结构.管程传热强化方面主要介绍了一些新型强化管,壳程方面主要介绍了一些新型的支承结构,并指出了管壳式换热器的研究方向.     

冷链换热器结构设计分析及热工水力计算

提出了海生物通流能力强的二壳程二管程管壳式换热器方案，为了增强管壳式换热器的换热能力，降低流致振动风险，在多个维度上对其具体结构进行了设计分析。基于管壳式的结构方案，针对其热工设计工况参数进行了热工水力计算分析，结果表明，该管壳式换热器的换热、压降和流致振动均满足设计要求。     

U型管束釜式换热器设计浅析

介绍了釜式换热器的结构和设计原则.以U型管束釜式换热器设计为例,在换热器材料的选择、管程及壳程试验压力值的确定、换热管与管板连接形式、壳程过渡锥体的设计、管壳程连接结构设计及管束稳定结构设计等方面进行了探讨,指出了设计中需注意的关键点,在考虑安全性的同时兼顾经济性.     

绕管式换热器单相流计算方法及实验对比

为了绕管式换热器的准确设计计算,针对Schmidt和Gilli关于绕管式换热器单相流的管程和壳程的对流换热及流动压降的计算关联式,文中通过实验及理论分析,给出了修正关联式。制作了一台按照典型绕管换热器结构设计的试件,用于水-水对流换热实验,得到了分别改变管程水速和壳程水速的传热系数图和流动压降图。通过Schmidt和Gilli公式的计算值与实验值的对比,采纳了Schmidt关于管程对流换热的计算关联式,对壳程对流换热计算关联式以及管程和壳程的流动压降计算关联式进行了改进。改进后的计算关联式进行计算后的传热系数及流动压降与实验数据吻合较好。     

新型管壳式换热器的技术研究

提出了几种新型管壳式换热器的技术,从管程和壳程两方面介绍了传热强化技术和传热强化结构,管程传热强化技术方面主要介绍了一些新型强化管;壳程传热强化技术方面主要介绍了一些新型的支承结构.最后本文简要介绍了管壳式换热器近期研究发展的方向.     

水滴型缠绕管换热器壳程流动与传热研究

采用Solid Works建立了水滴型缠绕管式换热器的物理模型,利用Fluent流场模拟软件,考察了不同入口流速下的水滴型管与圆管换热器壳侧流动和传热性能。结果表明:与圆管换热器相比,水滴形管换热器由于换热管截面流线型结构的导流作用,流体在壳程内压力分布更均匀,壳程阻力较小,降低了缠绕管式换热器壳程的压降。水滴形管的阻力系数和压降较圆管大幅度减小,当入口流速为0.4m/s时,水滴形管的努塞尔数是圆管的94.2%,而其阻力系数只有圆管的75%,PEC指数提高了5%,研究工作可为新型换热器的开发与设计提供指导。     

基于Fluent的管壳式换热器壳程流体流动与传热数值模拟

采用Fluent参数化建模方法建立了管壳式换热器的参数化模型。利用Fluent软件,对管壳式换热器壳程流体的流动与传热进行了数值模拟计算,得到了不同折流板缺口高度及入口流量情况下换热器壳程流体的温度场和压力场,给出了缺口高度在0.2D~0.4D变化时换热器的性能曲线,得到了最优缺口高度,并对换热器的结构优化提出了改进措施。     

离心浮力对折流栅-螺旋槽管换热器传热性能的影响

由流体径向温度梯度引起的离心浮力对旋流强化传热效果有重要影响.通过管程与壳程均有旋转流动的折流栅-螺旋槽管水-水换热器,就离心浮力对旋流强化传热效果的影响进行了管、壳程冷,热流体交换的对比实验研究.结果表明:在相同的管、壳程流速下热流体在壳程时换热器总传热系数比热流体在管程时相对高出约33%.故在有旋流存在的管壳式换热器中,离心浮力对换热器传热性能的影响不可忽视.当热阻较大一侧有旋流存在时,离心浮力对换热器传热性能的影响更为明显.     

管壳式换热器传热传质特性研究综述

换热器是各种具有热能行业中应用最为广泛的设备之一,往往占设备总投资的很大一部分。本文设计了用于LNG的管壳式换热器,并研究了不同几何结构参数的管壳式换热器壳侧和管侧对传热、压降和换热器体积的影响。通过改变换热管外径、中心筒直径和层数来分析绕管换热器壳侧和管侧的传热性能的影响因素;并得出了管壳式换热器内速度场,温度场,相变含汽率和平均沸腾传热系数的分布规律。比较管壳式换热器内流体流动和传热特性,分析了不同质量流量对LNG汽化传热性能的影响及对换热器壳侧相变传热及两相流动对设备性能的影响。对改善换热设备性能并提高换热效率的研究提供了参考。     

纵流式管束支撑物的结构及性能对比

纵流式管束支撑物使管壳式换热器壳程流体呈纵向流动，因而该类换热器具有传热效率高、压降小，有效消除了流体诱导振动等特点。本文阐述了纵流管束支撑物的结构变化对换热器综合性能的影响，为改进和优化管壳式换热器提供参考。     

管壳式换热器流体流动与耦合传热的数值模拟

结合化工行业中使用的某型号管壳式换热器的结构图和工艺参数,对换热器的结构进行了合理的简化,利用ANSYS参数化建模方法建立了管壳式换热器的参数化模型。在ANSYS FLUENT14.0数值模拟软件中对换热器的流体流动以及耦合传热进行了数值模拟,得到管程和壳程流体的流速分布、压降情况、温度场变化的细节信息。该工作对于设计传热效率高、流体阻力小的换热器进行了有益探索。     

高效气-气管壳式换热器的研制简讯

<正> 由华南理工大学化学工程研究所传热与节能研究室研制的高效气-气管壳式换热器已达到国际上同类型气-气管壳式换热器的先进水平。这种新型换热器可采用螺旋槽管,缩放管或双面整体型低翅片管的管束来强化管程和壳程两侧的气体对流传热,在壳程采用气体流阻小的纵向冲刷形流道结构,由于换热器的壳程流道结构排布合理,可使流体在换热器中的阻力损失较大程度地转化为对换热器总传热系数的提高,在同等的气流压降下,可比一般弓形隔板管壳式换热器在总     

螺旋套管式换热器螺纹强化管程传热研究

基于实际工程应用,采用CFD软件,建立了内管为螺纹管的新型螺旋套管式换热器的三维实体模型,并使用管程流体与壳程流体耦合计算的方法进行模拟计算,重点分析了螺纹槽高和槽距等结构参数对管程流体流动与传热特性的影响。结果表明：螺纹的扰流和导流作用,改变了管程螺旋通道横截面上的二次流结构,除在横截面外侧区域形成一个不规则主涡外,还在截面内侧区域的近螺纹处产生了大小不一的附加涡旋。主涡和附加涡共同作用加剧了壁面和中心区流体的热质交换,强化了换热效果。在研究范围内（Re=8 000～40 000）,螺旋套管式换热器内管采用螺纹管与内管采用光管相比换热效果提高了约36%～143%。螺纹槽高及槽距对管程流体传热影响较大,Nu和f随槽高的增加而增加,随槽距的增大而减小。     

管壳式换热器壳程高黏度流体的传热强化

传统的管壳式高黏度流体换热器采用光滑管设计制造,其壳程传热及流动效能低,壳程传热阻力占总热阻的80％以上,且流动阻力损失较大,提高壳程流体的传热膜系数和降低流动阻力是提高高黏度流体换热器效能的技术关键．