浅谈换热器管束的完整性管理

换热器管束因管壁太薄,在运行过程中发生失效的概率远高于其管程和壳程筒体,更换频繁.本文依据风险评估的理论提出了换热器管束的完整性管理方法,其中包括管束失效形式、风险评估方法、检测范围和检测方法的选择、修理需要注意的事项等内容.以期在检修过程中通过完整性管理方法的应用,科学指导工厂换热管束的专项检测和维修、更换工作.     

基于流固耦合的换热管束振动分析

阐述了换热器管束振动的机理、破坏形式以及换热管共振特性的研究方法。突破传统研究方法的局限性,运用有限元分析软件,采用流固耦合的方法对换热管共振特性进行了研究。结合某油田项目中一台管壳式换热器,对单根换热管共振特性、换热管束共振特性影响因素以及动态响应特性进行了全面研究,得出了调整换热管束共振频率、避免共振的有效方法,结论具备一定的工程应用参考价值。     

弹性管束缠绕结构换热器在化工流程中应用分析

主要介绍了新型弹性管束螺纹缠绕换热器,从结构上论述弹性管束有效补偿热应力破坏及螺旋缠绕湍流换热的优势。     

涡流检测技术对加氢装置二段冷却器的安全性能评价

某公司针对换热器换热管泄漏问题,采用了涡流检测技术对该换热器的换热管进行检验。涡流检测的主要目的:根据涡流检测数据和图像,评定冷换设备管束换热管壁厚损失情况,据此提出处理措施和建议。检测结果表明冷却器换热管存在明显的减薄和缺陷,不能满足长周期运行要求,需要采取进一步的防护措施,保证安全平稳生产。     

基于Newmark-β法的换热管振动反问题的求解方法

换热器管束振动的响应反问题,即根据换热管的结构特性和响应参数确定换热管所受的载荷.按照对响应处理方法的不同,可以分为时域法和频域法.在换热器寿命内,流体诱导换热器管束振动一直是工程师主要关注的问题.20世纪60年代以来,在物理学以及其他众多的科学技术领域中,提出了由输入求输出的反问题,通常称为"数学物理反问题".将换热管处理成无阻尼的、简单的欧拉梁模型.由于时域法拥有更高的识别精度,因此采用基于时域内的Newmark法直接识别换热管所受的载荷,完成载荷的识别.     

缠绕管式换热器的研究与开发

提出一种适用于逆流型缠绕管式换热器的换热工艺计算方法;应用数值模拟方法确定缠绕管束基本物理参数;通过控制进口流体速度的变化按照单股流缠绕管式换热器计算流程进行编程迭代计算;对比分析计算数据并建立低温缠绕管式换热器管束模型。研究表明:引入数值模拟方法可简化缠绕管式换热器管束的缠绕工艺过程的计算并获得换热器结构总体设计参数;可应用于建模过程并将所建模型及相应三维物理模型应用于传热工艺计算过程;可通过编程计算改变流速等参数并优化整体设计计算过程。     

基于预应力技术立式夹套换热器结构应力分析

废热换热器在工业中应用广泛,但较高的热应力容易使结构失效破坏。因此,通常从锅炉结构和制造技术方面考虑,以降低热应力对结构的影响。介绍了一种以并排焊接的扁圆管兼做管板的结构特点,并利用换热器预应力技术来缓解该换热器主要构件(扁圆管、换热管和夹套管)之间的变形约束。以换热管与夹套管之间的热膨胀差为基础,利用ANSYS有限元软件分析了6种预变形量对扁圆管结构应力分布和管束拉脱应力的影响。结果表明,7~9.45 mm范围的预拉伸量可以有效地降低温差热应力并缓解管束的轴向拉脱应力。     

管壳式换热器管束的约束条件对振动固有频率的影响

本文采用有限元方法,分析了管壳式换热器的换热管及管束的约束对其振动固有频率的影响。通过对比分析不同管板厚度下,单个换热管前三阶固有频率的变化特性,发现换热管的固有频率随着管板厚度的增加逐渐增加。分析了GB151-1999中给出的管束的振动特性,发现管束的固有频率在解析解频率附近范围内存在较多频率。因此,在计算换热管束振动特性时,为了获得较为精确的结果,采用有限元方法计算是有必要的。     

管壳式换热器的数值模拟和管束支撑分析

以某固定管板换热器为例,对数值模拟方法和管束支撑进行了研究。通过建立不同单元类型的换热器有限元模型,以换热器壳体轴向应力为指标,对比换热器筒体和管子中的轴向应力及管板挠度,研究了不同换热器有限元分析方法的合理性,考察了管板横向变形和换热管外侧及筒体内侧施加的壳程压力对筒体轴向应力的影响,以及换热管对换热器管板的支撑作用。     

强化相变传热换热管束的制造技术

强化传热技术已广泛应用于石油、化工领域的管壳式换热器中。本文从强化传热的机理出发，对螺旋槽管、烧结型表面多孔管强化冷凝和沸腾传热换热管束的结构特点、制造工艺、强化效果进行了详细的分析，为该类高效节能换热器的广泛工程应用提供了设计依据。     

椭圆管管壳式换热器壳程传热性能的试验研究

通过试验方法对椭圆管换热器与螺旋折流板换热器和传统的弓形折流板换热器进行了壳程传热性能和压降的研究,同时进行了壳程传热性能和压降的对比。从试验数据处理中得出,椭圆管换热器的传热系数虽然不高于采用圆管作为换热管的螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器的传热系数,但其单位压降下的壳程传热系数却远远高于螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器单位压降下的壳程传热系数。     

Dry and wet air-side performance of a louver-finned heat exchanger having flat tubes

A louver-finned flat tube heat exchanger was tested, and the data are compared with those of the state-of-the-art round tube heat exchanger. Both heat exchangers have the same tube perimeter and fin pitch. Tests were conducted under dry and wet condition. Results show that, under dry condition, both j and f factors of the round tube heat exchanger are larger than those of the flat tube heat exchanger. As the Reynolds number decreases, however, the j and f factors of the flat tube heat exchanger increase at steeper slopes than those of the round tube heat exchanger. Under wet condition, contrary to the dry surface, both j and f factors of the flat tube heat exchanger are larger than those of the round tube heat exchanger. Explanation is provided considering the condensate drainage between louvers and fins. Performance evaluation was also performed.     

钢管串铝箔空气热交换器的研究探讨

介绍了常用空气热交换器的结构特点、使用效果。通过对钢管缠绕钢带式热交换器和钢管串铝箔热交换器的有关技术参数进行计算分析探讨,得出钢管串铝箔热交换器的使用效果、材料成本均优于钢管缠绕钢带式热交换器。     

高效节能钢带式果蔬绿色干燥装备翅片管换热器的传热计算

翅片管换热器是高效节能钢带式果蔬绿色干燥装备的供热装置,通过对翅片管换热器的翅化比、对流换热系数、传热系数及阻力的计算,得到了翅片管换热器的压降及翅片管的管数,计算结果表明翅片管换热器换热能力强,传热系数高。     

Heat transfer enhancement for fin-tube heat exchanger using vortex generators

Vortex generators are fabricated on the fin surface of a fin-tube heat exchanger to augment the convective heat transfer. In addition to horseshoe vortices formed naturally around the tube of the fin-tube heat exchanger, longitudinal vortices are artificially created on the fin surface by vortex generators. The purpose of this study is to investigate the local heat transfer phenomena in the fin-tube heat exchangers with and without vortex generators, and to evaluate the effect of vortices on the heat transfer enhancement. Naphthalene sublimation technique is employed to measure local mass transfer coefficients, then analogy equation between heat and mass transfer is used to calculate heat transfer coefficients. Experiments are performed for the model of fin-circular tube heat exchangers with and without vortex generators, and of fin-flat tube heat exchangers with and without vortex generators. Average heat transfer coefficients of fin-flat tube heat exchanger without vortex generator are much lower than those of fin-circular tube heat exchanger. On the other hand, fin-flat tube heat exchanger with vortex generators has much higher heat transfer value than conventional fin-circular tube heat exchanger. At the same time, pressure losses for four types of heat exchanger is measured and compared.     

螺旋扭曲扁管换热器的研究进展与工业应用

根据对流传热的场协同理论和螺旋扭曲扁管换热器的特殊结构,深入分析了螺旋扭曲扁管换热器的综合性能。回顾了螺旋扭曲扁管换热器在国内外研究进展情况,并对影响其综合性能的各影响因素进行了讨论,同时介绍了螺旋扭曲扁管换热器国内外工业应用实例。并对螺旋扭曲扁管换热器的进一步研究进行了展望。     

新型高效扭曲管双壳程换热器的研制

应用计算流体力学模拟了不同扭距下扭曲管的传热性能。通过实验室测试并比较扭曲管换热器和弓形折流板换热器的传热性能差异;介绍了扭曲管双壳程换热器的结构设计创新。通过工业试验产品在某厂的成功应用,验证了该新型高效扭曲管双壳程换热器的综合强化传热能力比传统折流板换热器提高30％～40％,节能效益显著,工业应用前景广阔。     

基于ANSYS的固定管板式换热器热结构耦合场分析

以某石化公司一台存在安全隐患的固定管板式换热器为评估对象,利用ANSYS软件的参数化设计语言APDL,编制适合于固定管板式换热器分析设计的通用程序,通过间接法对该换热器进行热结构耦合场分析,得到壳程压力、管程压力和温度载荷同时作用的在役工况下应力分析计算数据;并依据JB4732-95《钢制压力容器——分析设计标准》,对可能存在风险的部位进行了分析校核,得知该换热器各部件均满足校核条件,且安全裕度均大于1.23,从而为该类换热器的在役安全评估提供了参考。     

高效缠绕管式换热器的节能分析与工业应用

介绍了缠绕管式换热器的节能原理，利用工业应用实例对缠绕管式换热器的节能进行了分析，并根据工业实际情况，提出了采用缠绕管式换热器，可使工艺流程简洁、操作条件优化、大幅度降低能耗的观点。     

预应力换热器性能的数值分析与实验研究

通过对某折流杆预应力换热器模型样机的传热工艺数值计算和进一步的结构数值计算,结合模型样机的预变形实施、控制以及实验检测技术研究,实现了一种预应力换热器设计、制造及其专利技术实施。在对折流杆换热器中变形相互约束的构件之间所产生的温差应力进行数值分析的基础上,研究了预变形量对有效缓解和协调固定管板换热器在运行中各构件（管板、壳体、管束）之间的变形约束所产生的作用。研究结果表明,合理施加的预变形量可以显著地降低管板、管子和壳体上承受的温差变形约束,预变形量可以有效地控制这类换热器的运行工况下产生的温差热应力,对于防止管子与管板连接区域的破坏,避免管子压缩失稳破坏和提高换热器壳体的承载能力都有极大的益处,从而为这类换热器的设计制造以及使用和维护,延寿技术研究开辟了一条新的途径。