双管程换热器与单管程换热器流动与传热机理对比研究

对于单管程管壳式换热器的研究已经非常深入,但对于三种双管程管壳式换热器内部流动和传热机理的研究文献较少,本文建立了单管程换热器、固定管板式双管程换热器、U型管式双管程换热器、浮头式双管程换热器数值计算模型,通过获得的速度场、温度场等参数分析其壳程和管程流动与传热特性的异同。研究结果表明,双管程换热器强化传热根本机理是管程同等质量流量下,双管程换热器管程流速和流程相较于单管换热器皆提升一倍。单管程换热器和固定管板式双管程换热器不适用于温差较大的场合,U型管式双管程换热器和浮头式双管程换热器的管束一端可自由伸缩,适用于大温差场合。三种双管程换热器的壳程h/Δp远大于单管程换热器,管程h/Δp远小于单管程换热器。本研究可为热力系统中双管程换热器的使用和应用提供理论参考。

双管程管壳式换热器的流动与传热机理分析

为探究双管程换热器内部流体的流动与传热机理,建立单管程、双管程换热器的数值计算模型,分析单管程、双管程换热器性能的异同,并探究了不同折流板配置下的双管程换热器内部流体的湍流流动和传热特性。研究结果发现,双管程换热器的管程压降远大于单管程换热器,其管程流体在由第一管程进入第二管程时,会有较大的逆压梯度,在管程封盖中部分流体从主流流体中分离,形成涡流和流动死区,三种不同折流板配置的双管程换热器中,螺旋流换热器的壳程流体混合地较为均匀,并取得了优良的壳程综合性能。研究内容可为双管程换热器的性能优化提供指导,也为热力系统中换热器的选型和结构优化设计提供了理论参考。