螺旋扭曲扁管传热流阻性能及工艺计算方法研究

螺旋扭曲扁管是一种非标换热管,成熟的热交换器计算商业软件,如HTRI、Aspen EDR等目前均尚未提供对应的计算模型,现有计算方法存在不统一、偏差大等问题。以螺旋扭曲扁管为对象,通过数值模拟计算、实验测试对其进行传热及流阻性能研究,综合利用HTRI传热计算软件,建立了一套螺旋扁管传热及流阻性能的通用化计算方法。进行了通用化计算结果、数值模拟分析数据、实验测试数据的对比,验证了通用计算方法的准确性,对螺旋扭曲扁管的工艺设计具有指导意义。

扭曲扁管冷凝器强化传热及污垢特性实验研究

为了研究扭曲扁管在冷凝器中的运行特性,采用实验研究方法对扭曲扁管与普通直管的传热、流动阻力和污垢特性进行了研究。实验采用φ25×2.5的普通直管和由同种直管制成的扭曲扁管,扭曲扁管导程分别为120mm、150mm、180mm。实验表明,导程减小,阻力系数增大,扭曲扁管流动阻力系数约为直管的1.75～2倍。扭曲扁管的传热系数在洁净状态下约为直管1.2～2.3倍,在污垢状态下,约为直管1.8～2.1倍。随着Re增大,污垢热阻减小,但螺旋扁管的减小速度比直管更大,在Re=3000情况下螺旋扁管的污垢热阻与直管相近,当Re>6000时,螺旋扁管污垢热阻约为光管的0.16～0.42倍。通过分析,得出了污垢状态下实验扭曲扁管的最佳工作区。

螺旋扭曲扁管换热器传热与流阻性能试验研究

对4种不同结构的螺旋扭曲扁管换热器的管程和壳程传热与流阻性能进行了试验研究,并和采用圆管作为换热管的弓形折流板换热器进行了比较,根据试验数据回归出反映螺旋扭曲扁管换热器管程和壳程传热与流阻特性的关联式。研究结果表明,螺旋扭曲扁管换热器管程与壳程都有较好的强化传热性能,螺旋扭曲扁管的几何尺寸和流体Re对其管、壳程传热与流阻性能有重要影响。

扭曲扁管管内流动与传热的三维数值研究

利用计算流体力学和数值传热学的方法,对扭曲扁管三维模型的流动与传热性能进行了数值模拟计算和理论分析,研究了管内流体的Re,Pr以及管子几何尺寸对其流动与传热性能的影响,结果表明,扭曲扁管具有较好的强化传热效果,在管内流体具有高Pr低Re数的条件下,其强化传热效果尤为明显。根据数值计算的结果数据,拟合出了努塞德数和阻力系数的准则公式,对扭曲扁管工程实际应用具有一定的参考价值。

螺旋扭曲扁管管外传热性能数值模拟

为了研究螺旋扭曲扁管管外强化换热性能,采用周期性边界条件对螺旋扭曲扁管管外层流流动与换热性能进行了数值模拟和理论分析,并且与圆管进行比较。通过建立不同规格的螺旋扭曲扁管换热器几何模型,得出螺旋扭曲扁管的长短轴比a/b越大、螺距s越小,其管外传热性能就越好,强化传热综合性能评价因子就越大,与此同时,其流动阻力也会增大。随着Re数的增大,强化传热综合性能增强,但趋势变缓。该研究结果对螺旋扭曲扁管换热器的设计有一定的参考价值。

螺旋扭曲扁管管内湍流传热性能数值模拟

采用Realizable k-ε模型及周期性边界条件对螺旋扭曲扁管管内充分发展湍流流动与换热性能进行了数值模拟和理论分析,并且提出了螺旋扭曲扁管强化传热评价指标。通过建立不同规格的螺旋扭曲扁管几何模型,得出螺旋扭曲扁管的长短轴比a/b越大、扭曲比s/de越小,其强化传热综合性能就越好,与此同时,其流动阻力也会增大。随着Re数的增大,强化传热综合性能减弱。

螺旋扭曲椭圆扁管的数值模拟

根据生产实际的要求,在相同的横截面积和相同的物性条件下,对于横截面积与当量直径的比值在4~20间的9种不同扭距的螺旋扭曲椭圆扁管进行了数值模拟计算,得到了该扁管的几何扭曲比在4~20的范围内具有最佳传热效果的几何特征;通过速度场、压强差ΔP、努塞尔准数Nu以及综合性能评价因子η的变化,说明螺旋扭曲椭圆扁管在一定程度上提高了管内流体与管壁之间的传热。

乙烯裂解炉扭曲片管强化传热技术

技术简介：乙烯裂解炉是石油化工龙头装置的龙头设备，主要用于对乙烯原料进行加热以实现裂解反应。因此，乙烯裂解炉的传热效率对节约能源有至关重要的作用。以往生产过程中因裂解炉管壁易结焦不仅影响到炉子的传热效率，而且还需要定期停下来进行清焦处理，缩短裂解炉运转周期。

降膜蒸发器的研究

本文分析了国内两种常见的降膜蒸发器的基本原理、结构特点,在此基础上将最新研究技术引入降膜蒸发器。