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。     

基于FLUENT的管壳式换热器壳程流场数值模拟研究

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ANSYSFLUENT中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,得到换热器壳程流体温度场、速度场和压力场;分析了折流板间距及弦高对换热效率和壳程流体压降的影响,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。     

管壳式换热器沸腾传热工艺设计分析

传统传热中的无相变传热由于低下的换热效率,在工业技术飞速发展的今天逐渐地暴露出了越来越多的缺陷及不足。因此,基于此形势,如何实现管壳式换热器传热效率的有效提升,也就成为当前摆在人们面前的一项重要课题。沸腾传热作为一种相变传热形式,其传热相率相比无相变换热要明显较高,所以在未来的发展过程中,沸腾传热也必将成为一种主流趋势。基于此,本文就基于沸腾传热的机理,针对管壳式换热器沸腾传热工艺进行了分析和说明,希望能够为后期的相关工作有所帮助。     

换热器传热强化性能评价方法分析

对换热器传热强化性能评价的各种方法进行了分析比较，对其中一个目前常用的评价准则进行了分析推导，证明该准则与实际情况较为吻合。分析结果对换热器传热强化性能评价工作具有一定的参考价值。     

金属丝网波纹填料强化换热器壳侧传热研究

对一种利用金属丝网波纹填料强化管壳式换热器壳侧传热的方案进行了仿真研究。利用FLUENT软件通过求解多孔介质能量方程研究了金属丝网波纹填料对壳侧传热的强化效果,分析了不同空隙率的波纹填料以及不同入口速度对换热器壳侧传热性能的影响。结果表明：利用金属丝网波纹填料能够明显强化换热器壳侧传热,填料的空隙率越小、流体进入换热器壳侧的速度越小,传热效果越好。由于金属丝网波纹填料具有阻力小、压降低的优点,该强化换热器壳侧传热方案对于低入口速度工况下的换热具有独特优势。     

强化管壳式热交换器传热的实验研究

对不同壳侧结构的管壳式热交换器壳侧流动的流型、流阻及其传热特性进行了实验研究。实验表明 ,直挡流板的壳侧流道由于存在滞留区 ,流阻高且不利于换热。螺旋板的壳侧流道的Nu比直挡流板高 79% ,而具有螺旋板和多孔介质组合的壳侧流道的对流换热系数比直挡流板高 94 %。同时得到了最佳螺旋角为 4 0°,多孔介质的最佳孔隙率为 0 985。     

管壳式换热器壳侧三维流场模拟

建立了管壳式换热器的简化模型,利用ANSYS模拟软件,对管壳式换热器的壳侧三维流场进行了模拟计算,得到了不同排列方式下及入口流速的情况下换热器模型的壳侧流场,并用实验测得的换热器壳程总压降进行了对比验证,证实了结果的可靠性。分析了管壳式换热器换热管的两种不同排列方式下流场的差异和流场对换热器失效的影响,提出了换热器管束失效的预防措施。     

管壳式换热器折流板缺口高度对流场影响的数值模拟

简单介绍了fluent软件的主要特点及其在管壳式换热器中的应用情况.通过使用FLUENT软件的标准k-中的湍流模型对管壳式换热器进行了三维数值模拟,分析了管壳式换热器壳程流场内温度场分布情况、压力降的变化情况以及速度矢量的变化情况.同时分析了折流板缺口高度等因素对管壳式换热器壳程流场温度场、压力场分布及换热效果的影响.研究结果反映了管壳式换热器壳程内的复杂流动,为管壳式换热器的设计和改进提供了理论依据.     

管壳式换热器壳程特性的数值模拟研究

利用FLUENT软件对一管壳式换热器壳程流场进行了三维数值模拟,分析研究了折流板数目、进口流速和折流板缺口高度对换热器壳程压降、出口温度的影响,结果显示,随着折流板数目增加,壳程压降和出口温度逐渐增大：随着进口流速增大,壳程压降逐渐增大且趋势加快,而出口平均温度下降,但是温度下降不大;随着折流板缺口高度增大,壳程压降和出口平均温度逐渐减小,但是压降减小逐渐趋于缓和：相同的压降条件下,通过改变折流板数目提高出口温度比改变进口流速和折流板缺口高度更有效。     

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 ...     

扁管管内传热性能实验研究

对扁管的管内传热和流阻性能进行了实验研究。结果表明：在管程进口体积流量相同条件下，扁管管内进出口温差、传热系数和雷诺数均高于圆管，虽其压降也高于圆管，但其传热与流阻综合性能指标显著高于圆管。说明扁管是一种高效强化传热元件。     

扁管管束壳程传热性能实验研究

对扁管管柬的壳程传热及流阻性能进行了实验研究．结果表明，在壳程传热面积和壳程进口体积流量相同条件下，扁管管柬壳程的进出口温差效率、传热系数略高于圆管管柬，其压降降低了26％～42％，传热与流阻综合性能指标提高了21％～34％．     

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。     

换热器结构发展综述及展望

主要介绍换热器200余年的发展历程,对不同结构换热器的产生及典型应用进行综述.重点阐述管壳式换热器、板式换热器、微结构换热器和印刷电路板换热器四种不同结构的换热器,及其为了实现强化传热所开展的相关几何参数优化和结构改进的发展工作.分析现有换热器结构设计中存在的问题与限制,总结换热器结构更新的具体建议和发展趋势.     

折流板开孔改进管壳式换热器性能的CFD分析

利用计算流体动力学（CFD）技术对管壳式换热器弓形折流板附近流场进行了数值模拟，发现在弓形折流板背面，有部分区域的流速较低，一定程度上存在着流动死区．采用在弓形折流板上开孔的方法后，CFD计算结果显示其传热效率提高了5．4％，壳侧压降减小了7．3％．     

声空化污水换热器的防除垢与强化换热实验

为解决污水源热泵系统中污水换热器结垢导致的热阻增大、传热效果恶化问题,将声空化技术引入污水换热器中.搭建声空化污水换热器的防除垢与强化换热动态实验台,研究防除垢与强化换热的数学模型,对不同影响参数下污水换热器换热管的污垢增长特性和防除垢规律以及强化换热效果开展实验研究.结果表明:换热管结垢量、结垢率、积垢速率及污垢厚度均随污水流速的降低而增大,最大结垢量为106 g,结垢厚度0.54 mm,积垢速率为12.6 kg/(m~2獉h);除垢率随流速及声空化作用时间的增大而增大,但非一直增大,最大除垢率达85.7%;污水黏度对各项指标影响巨大且流速越小影响越大;换热管的传热系数及其提高百分比均随声空化作用时间、污水温度以及污垢含水率的增加而增大,最大提高百分比达53.4%.故声空化污水换热器防除垢与强化换热具有一定的可行性和高效性,对节能减排具有重要意义.     

翅片换热器中天然气烟气的冷凝传热

对雷诺数在１００￣３００之间的单排冷凝翅片换热器进行了实验研究,并求出了传热因子、传质因了与雷诺数之间函数关系,为天然气冷凝热水器的冷凝换热器提供参考。     

Mechanism and numerical analysis of heat transfer enhancement in the core flow along a tube

The present study introduces the principles of enhanced heat transfer in the core flow to form an equivalent thermal boundary layer in the fully developed laminar tube flow, which consequently enlarges the temperature gradient of the fluid near the tube wall, and thereby enhances the heat transfer between the fluid and the tube wall. At the same time, the increase of flow resistance in the tube is not so obvious. Mechanism analysis and numerical calculation based on air and water have been carried out to verify the principle and method presented in this paper, which may bring positive effects to the design of heat exchanger with high heat transfer efficiency and low flow resistance. Supported by the National Key Basic Research Development Program of China (Grant No. 2007CB206903)     

不同螺旋角螺旋折流板换热器壳侧传热性能研究

对两种不同螺旋角的螺旋折流板换热器进行传热测试,利用测得试验数据,根据Kern法推导出这两种螺旋折流板换热器壳程传热系数的近似计算公式.