管壳式冷凝器温度分布计算

基于无相变温度分布计算方法,根据专业物性软件或物性数据库得到冷凝曲线,分别拟合得到焓值-温度及气相分率-温度关联式,提出了一种改进的冷凝器温度分布计算模型,通过迭代计算得到温度分布。将该计算模型应用于管程冷凝和壳程冷凝的温度分布计算,其结果与美国传热研究公司的冷凝器设计计算软件(HTRI)计算结果的误差均在6%以内,验证了该计算模型的可行性和准确性。     

基于Matlab的管壳式换热器分段计算研究

以折流板结构为基础将管壳式换热器分成一定的计算单元,通过对每个分段单元的研究,从流体物性沿壳体方向变化方面来对管壳式换热器进行整体的工艺设计及计算。并且基于微分法,提出了一种较为准确预测出管壳式换热器管、壳侧壁温分布的方法。通过工程案例分析,并将壁温计算结果与HTRI进行对比得出,管、壳程各单元的壁温平均误差分别1.76%和0.94%,该结果也验证了壁温计算方法的可行性。对于传热系数与压降,与 HTRI 对比得出：变物性计算较定物性在精度有一定的提高。同时通过借助Matlab计算机软件编制了一套用于管壳式换热器分段计算及优化设计程序,实现了换热器的精确优化设计的同时也提高了计算效率,变物性的研究理论为高效低能耗换热器的设计提供了思路和方法,具有一定的工程应用价值。     

高效复合强化换热器的管程性能

通过搭建内螺纹扭曲椭圆管复合强化管换热器传热与压降性能测试平台,对内螺纹扭曲椭圆管复合强化管换热器的管程传热和流阻性能进行了实验研究,以实验数据为基础拟合得到其对流传热系数和流动摩擦阻力系数与管内流体Reynolds数的计算准则关系式,将内螺纹扭曲椭圆管与光滑圆管、内螺纹圆管、光滑扭曲管的管程传热、流阻以及综合性能进行对比分析,结果显示内螺纹扭曲管流动阻力略高于其他类型的换热管,传热效果和综合性能明显优于其他类型换热管。内螺纹扭曲管作为一种内螺纹和扭曲扁管强化传热技术的叠加技术,强化传热效果明显,具有重要的工程应用价值。     

管外蒸发换热器内壳侧流体的传热性能

提出了一种新型干式蒸发器,制冷剂以一定流速在蒸发器的壳程流动,所生成的汽泡不能自由上浮,而是与液体混在一起,形成汽液二相流继续向前流动。以实验的形式对其壳侧传热和流阻性能进行了研究,并拟合得到相应Re下的相关准则关系式。研究结果表明:此干式蒸发器传热效果良好、压降较低,与理论研究效果一致,具有一定的工业应用价值。     

自支撑型扭曲管中冷器强化传热特性研究

对自支撑型扭曲管中冷器壳程传热与压降性能进行了实验研究,结合实验室先前扭曲管单管实验的数据,通过与相同工况条件下的折流板中冷器和折流杆中冷器管、壳程传热与压降性能以及综合性能的对比,分析自支撑型扭曲管中冷器的强化传热特性。研究结果表明:在测量范围内,自支撑型扭曲管中冷器管程传热性能相比其他2种中冷器平均提高21.3%;壳程传热性能相比折流杆中冷器,平均提高20.6%;壳程压降相比折流杆中冷器,平均降低89.4%,相比折流板中冷器,平均降低93.9%。与传统中冷器相比,自支撑型扭曲管中冷器既有折流板中冷器传热效率高的优点,又有折流杆中冷器压降损失小的优点,在工业领域中,有很好的应用前景。     

变截面扭曲椭圆管在冷冻脱水器中的应用

应用于四氟乙烯（TFE）生产工艺的传统单弓形折流板式冷冻脱水器存在换热管径大、裂解气冷量分布不均、脱除的冰晶不能有效在脱水器中停留而随裂解气进入下级以及因折流板原因导致的壳程流动阻力大等缺点。为此本文设计了一种新型冷冻脱水器,与传统冷冻脱水器相比,采用变截面扭曲强化传热管代替光滑圆管,使冷冻脱水器管程流体沿扭曲螺旋线流动,低雷诺数下形成非对称扰流,有效破坏边界层,提高了传热效率;管内TFE裂解气中的水分更快冷冻并在气流离心力作用下迅速甩向管壁,凝结成冰,提高脱水效果;并且壳程改为变空间纵向流动,流动阻力低,节省材料。结合案例监测数据,与传统单弓形折流板式冷冻脱水器进行数据对比,冷冻脱水效果较原换热器提高30%。