带拓展面椭圆管束的换热、积灰及磨损特性研究

低温烟气换热器存在的积灰、磨损问题,会增加维修成本,降低换热系数,造成设备运行不稳定,引起安全事故等问题。利用数值模拟方法,采用可靠的数学模型,综合研究了不同拓展面的椭圆管束对烟气横向冲刷椭圆管束的换热、积灰及磨损特性的影响。结果表明：三种具有相同表面积拓展面的翅片椭圆管束具有不同的换热、积灰及磨损特性,其中,H形翅片管束具有最好的换热性能,略优于双H形翅片管束,矩形翅片管束的换热性能略差;由于开缝翅片的存在,H形翅片管束具有更好的抗积灰性能,然而,双H形翅片管束抗磨损能力略优于H形翅片管束。     

圆管束与椭圆管束换热、磨损及积灰特性的数值研究

为了从换热特性、流阻特性、磨损及积灰等方面综合分析对比烟气横掠圆管束和椭圆管束的性能,利用数值模拟的方法先是对圆管束、椭圆管束的换热及流阻特性进行了数值计算,验证了烟气横掠管束数学模型的正确性,然后对圆管束、椭圆管束的磨损及积灰情况进行了气固两相流冷态数值模拟。计算结果表明:与圆管束相比,椭圆管的换热系数减小7.72%,流动阻力降低了66.71%,椭圆管束的综合性能优于圆管束;椭圆管束具有更好的抗飞灰磨损性能,并且在工况较恶劣的环境下,椭圆管束的各排管子可降低磨损量21%~73%;由于椭圆管束具有更小的低速回流区域,更小的管壁低速区域,更优化的流场分布等优点,椭圆管束具有更好的抗积灰特性。因此,相比于圆管束,椭圆管束不仅具有更好的综合换热性能,还具有更优的防磨性能及抗积灰性能。