花瓣孔板纵流式换热器的研发及试验研究

提高纵流式换热器在较低雷诺数下的传热效率,关键是改善换热器的管束支撑结构。为了解决现有杆式支撑流通面积大、扰流作用不足以及孔板式支撑结构复杂、加工困难的问题,在对折流杆和孔板支撑进行结构和性能分析的基础上,开发了一种结构相对简单的花瓣孔板支撑,并建立了纵流式换热器的试验模型和试验装置。通过对花瓣孔板与折流杆两种换热器进行对比试验,结果表明：在雷诺数Re=1900～7500范围内,二者的总传热系数K都随着雷诺数Re的提高而增大,花瓣孔板换热器比折流杆换热器的总传热系数K平均提高约40%,但压降稍大。可见,花瓣孔板换热器在较低雷诺数下具有良好的传热和压降综合性能,并且花瓣孔板的结构简单、制造方便。相邻两块花瓣孔板交错布置可实现换热管的全方位约束,因而具有良好的防振和抗振能力。     

纵流式换热器的数值分析

利用有限体积法,计算了孔板开孔度分别为0.2,0.3和0.5的孔板支撑纵流式换热器,在雷诺数为5 000,10 000,15 000和20 000时的传热和压降情况,讨论了流体的雷诺数、支撑板的开孔度及开孔方式对传热系数和压降的影响。结果表明,在低雷诺数工况下选用较大的开孔度,换热器的综合性能更高;综合考虑换热和压降,对于不同的开孔度宜选用不同的开孔方式;研究结果对换热器的设计有参考价值。     

纵流式换热器的结构研究进展

纵流式换热器具有传热效率高，压降小，有效消除流体诱导振动等特点，因而在石化等行业中的应用越来越多，其结构的发展主要表现为高效换热管的应用和管束支撑物的变化，阐述了纵流式换热器的特点，介绍了高效换热管和管束支撑物的结构及性能发展，指出了纵流式换热器的发展前景。     

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。     

管壳式换热器研究进展

根据国内外现有的管壳式换热器的发展情况,着重介绍了管壳式换热器的发展进程和现状,并且分析比较了它们的优缺点。     

管壳式换热器研究进展

根据国内外现有的管壳式换热器的发展情况,着重介绍了管壳式换热器的发展进程和现状,并且分析比较了它们的优缺点。     

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.     

螺旋板换热器数值模拟模型的建立

为了对螺旋板式换热器进行数值模拟,建立了换热器的数学模型.使用等角度间隔将换热器中的流体分为多个流动单元,将换热面分为多个传热面单元,建立了流动单元与传热面单元之间的对应关系.应用传热学原理建立了螺旋板式换热器的数学模型.利用这一模型,对实际型号的螺旋板换热器进行了模拟计算,得到了换热器内的温度分布、总传热系数及总流动...     

折流杆换热器数值模拟新方法

为了实现对换热器性能的整体数值模拟,阐述了一种"分段模拟,整体综合"的管壳式换热器数值模拟新方法,其核心思想是在对换热器的几何结构及其流道的流体力学和传热特性进行定性分析和结构分类的基础上,对换热器内部流道分段,建立典型流道的完整实体三维模型和网格模型,并且建立分段模型之间的数据联系方案,最后将数值模拟得出的局部数据进行综合处理。     

换热设备污垢研究进展

对污垢的形成过程中起始、输运、附着、剥蚀和老化5个阶段的机理进行了简要的概述。综述了近几年国内外换热设备污垢领域的研究进展,以预测、监测和对策3个主要研究方向进行了归纳。综合已有的研究成果,提出了蒸汽污垢研究这一新方向。     

数值仿真方法在轮胎结构优化设计中的应用

以8.25R20规格全钢载重子午线轮胎为例介绍数值仿真技术在轮胎结构优化设计中的应用,重点研究胎圈设计曲线对轮胎力学性能的影响.采用非线性有限元软件ABAQUS模拟分析3种胎圈曲线设计方案的轮胎从安装轮辋到充气、加载以及驱动状态下的受力情况,并优选出优化方案试制8.25R20规格全钢载重子午线轮胎进行成品试验.结果表明,采用优选方案生产的轮胎耐久性能提高约30%.     

随机搜索算法在换热网络优化中的应用进展

随着对能源利用率要求的不断提高,换热网络的优化已引起了人们的高度重视。本文综述了国内外应用随机搜索算法处理换热网络优化问题的最新研究进展,分析了当前应用较多的4种随机搜索算法：遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法、禁忌搜索算法。阐述了这些算法各自的优势和尚待改进的问题,指出将不同算法结合起来解决大规模的换热网络优化问题是今后的研究方向。     

Experimental and numerical heat transfer in a plate heat exchanger

In the present study a virtual prototype of a four-channel plate heat exchanger with flat plates was developed using computational fluid dynamics (CFD). Parallel and series flow arrangements were tested and experimental results were compared to numerical predictions for heat load obtained from the 3D CFD model and also from a 1D plug-flow model. The CFD model represents channels, plates and conduits of the exchanger and takes into account the unequal flow distribution among channels and the flow maldistribution inside the channel. CFD results are in good agreement with experimental data, especially for the series arrangement.     

换热器流固传热边界数值模拟温度场的顺序耦合方法

通过建立由壳体、管板和换热管等组成的换热器有限元分析模型,使用FLUENT生成的CDB文件和ANSYS本身的物理场进行耦合,把外部CBD边界条件映射到ANSYS模型上。先利用"分段建模,整体综合"技术,从实现换热器的工艺热分析的角度考虑,由FLUENT软件得到换热器整体温度场,输出得到了包含固体表面节点、单元和温度载荷等信息的CDB文件,然后利用温度场顺序耦合的思想,利用由FLUENT得到的结构温度场边界,在ANSYS软件中取节点文件并求解,创建结构热分析所需的结构温度场。比对CFD结果和有限元结果可知,两者温度场的分布没有差别,此耦合过程中没有出现失真现象,这为研究换热器的温差应力分析提供了可靠的依据。     

板翅式换热器的研究进展

简述了板翅式换热器在翅片传热和流动特性、翅片表面特性以及物流分配对换热器效能影响等方面的研究进展。指出将理论分析、实验研究、CFD数值模拟这三种手段巧妙地结合起来,可以收到相互补充、相得益彰的作用,这是研究板翅式换热器问题理想而有效的手段。     

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。     

计算传热学在工程换热设备传热研究中的应用

介绍了国内外有关数值传热学 (NHT)在实际工程研究应用中的进展 ,对数值模拟在工程传热技术应用的现状和前景进行了分析 ,作为研究、设计和技术开发的手段和方法 ,数值传热学以及与其相关的并行计算技术、数值模拟仿真技术、流场测试技术以及可视化技术等在工程应用和强化传热研究方面 ,将是研究的重点和发展方向