折流杆换热器的设计及制造

折流杆换热器是一种抗振高效换热器,折流栅与传统弓形折流板支承方式不同,热阻较小,给热系数较高,提高了换热器的传热效率。本文就折流杆换热器的结构设计及制造进行简述,为同类型设备的设计提供一定的参考意义。

折流杆式蒸汽冷却器热力性能研究

目前电厂机组参数不断提高,蒸汽冷却器蒸汽参数增大,对壳侧管束冲刷严重,传统蒸汽冷却器壳侧采用折流板结构,有流动死区,局部流动阻力大。为解决该问题,实现产品机构多样化,分析采用折流杆结构形式的换热特性和阻力热性,比较二种蒸汽冷却器类型的综合性能。

折流杆换热器壳程湍流和传热的数值模拟

折流杆换热器壳程结构复杂,用理论方法难以获得壳程流体流动和强化传热机理。为了分析折流杆在换热器壳程中作用,采用数值方法研究了壳程流体的流动和换热状况。首先对壳程结构进行适当简化,提出了换热器壳程的“单元流道”模型用于研究纵流式换热器壳程流场和温度场的实际细观信息。针对三维几何模型和数学模型,数值模拟采用标准k-ε两方程湍流模型,用SIMPLE算法求解速度和压力的耦合关系,流道的固体边界采用壁面函数法,在不同进口流量下对单元流道进行模拟。结果表明,纵横交错布置的折流杆在单元流道中不断分割和剪切流道内流体,其扰流作用促进了流体湍流,减薄了液体边界层,减小了对流换热热阻,因而有效地提高了流体的对流换热强度。数值分析结果可为折流杆换热器的结构优化和性能提高提供理论依据。

折流杆换热器中折流杆形状对流动和传热特性的影响

采用数值计算方法,以水为流动介质研究了不同类型的折流杆式换热器,并分析了其流动与传热特性。在Re为3 000~21 000时,方杆的换热效果明显优于圆杆,最多高出圆杆40%~50%,但其阻力最多却增加了3倍。采用h/ΔP作为综合性能评价参数,结果表明折流杆的形状为圆杆时综合换热效果最好。

螺旋扁管折流杆换热器传热强化数值模拟研究

为强化折流杆换热器(RBHEs)的壳程传热,提出了用螺旋扁管代替传统圆管作为换热管应用于RBHEs,比较了螺旋扁管RBHES和传统圆管RBHEs的流动、传热和综合性能。结果表明:螺旋扁管RBHEs的管间速度更大,分布更加均匀;贴近换热管的壁面处,湍动能更大,流体温度更高。当入口速度低时,螺旋扁管RBHEs的传热系数大于圆管RBHEs,当入口速度高时,螺旋扁管RBHEs的传热系数小于圆管RBHEs。螺旋扁管RBHEs的压降比圆管RBHEs小33.60%。螺旋扁管RBHEs的综合性能评价指标(PEC)比圆管RBHEs的提高了65%~152%,且低速入口条件下,提高作用更明显。

折流杆冷凝器壳侧混合蒸汽冷凝传热研究

折流杆冷凝器是一种新型的管壳式换热器.本文针对折流杆冷凝器的结构特点,提出了折流杆冷凝器壳侧混合蒸气冷凝传热的计算方法,并通过实验加以验证.实验用折流杆冷凝器有两台:一是圆型结构,含折流圈9个、换热管37根,管尺寸φ19×2mm; 另一是矩形结构,含折流圈10个、换热管14根,管尺寸φ25×2.5mm,壳体前侧板设有五块直径为100mm的视镜,以观察冷凝流型.实验用工作介质为乙醇-水、溶剂汽油和溶剂汽油-氮气.在重力控制区和过渡区,实验所得传热系数值与理论计算值的偏差均小于32%.

改进型折流杆换热器在合成氨工业中的应用

本文简要叙述了折流杆换热器的研究进展 ,并针对合成氨中换热设备的特点对现行的折流杆换热器内部结构进行了改进设计 ,分析了其强化传热机理。介绍了这种新型换热器在合成氨变换工段和冰机系统中的应用情况及所起的节能降耗作用。

新型折流杆换热器的流动与传热数值模拟

依据核心流传热强化原理,设计了一种新型粗杆-细杆组合式折流杆换热器,建立了相应的物理和数学模型,并对其传热与流动特性进行了计算模拟,并将计算结果和相同杆径的折流杆换热器进行了比较。结果表明,该新型换热器壳程的对流换热系数与折流杆换热器相当,但流动阻力远远小于折流杆换热器,综合性能优于折流杆换热器,而且Re数越高,优势越明显。

折流杆换热器数值模拟新方法

为了实现对换热器性能的整体数值模拟,阐述了一种"分段模拟,整体综合"的管壳式换热器数值模拟新方法,其核心思想是在对换热器的几何结构及其流道的流体力学和传热特性进行定性分析和结构分类的基础上,对换热器内部流道分段,建立典型流道的完整实体三维模型和网格模型,并且建立分段模型之间的数据联系方案,最后将数值模拟得出的局部数据进行综合处理。

波形折流杆与弓形折流板换热器的综合性能比较

对波形折流杆换热器与传统的弓形折流板换热器的传热性能及壳程流阻性能进行了工业实验研究 ,结果证明 。

基于CFD技术的折流杆换热器的性能分析

折流杆换热器是为了避免管束振动而开发的一种新型管束支撑换热器,近年来在国内外得到了广泛应用。但限于换热器结构的复杂性,其壳程流体的流动和换热细节信息还不甚清楚。为了进一步掌握折流杆对壳程流体的强化传热机理,基于CFD技术研究了折流杆换热器壳程流体流动和传热性能,为折流杆换热器的结构优化提供了理论依据。

折流杆换热器的应用分析

分析了折流板换热器换热管泄漏的原因,并提出了改造方案。采用杆式折流替代板式折流,不仅解决了换热管束由于剧烈振动而导致的泄漏问题,而且换热器的总传热系数提高了34%,壳程阻力损失减小了23%,达到了良好的改造效果.

管束(卧式)冷凝及折流杆冷凝器

螺旋槽管折流杆冷凝器是一种新型换热设备,本文从理论上对其传热及压降进行了系统的分析,并导出了相应的理论计算公式。据实验验证和生产试验表明,本文导出的公式可用于生产实践中的计算。

波形折流杆换热器的工业实验研究

对波形折流杆换热器的传热性能和壳程流体阻力性能进行了工业实验研究,管程流体为工业热醋酸,壳程流体采用循环冷却水。通过实验得到了该换热器在设计工况下的总传热系数,并应用修正的威尔逊图解法得到了管程、壳程传热准数关系式。

螺旋扁管折流杆换热器壳侧性能多目标优化研究

基于遗传聚集响应面模型和多目标遗传算法,研究了以螺旋扁管为换热管的折流杆换热器结构参数、入口速度对壳侧流动和换热性能的影响,并对螺旋扁管折流杆换热器的性能进行了优化分析。结果表明:传热系数随螺距的增大先减小9.38%,后维持不变;在低入口速度条件下,随长短轴之比的增大而增大,在高入口速度条件下,存在先减小后增大的趋势。压降随螺距的增大基本不变;随长短轴之比的增大减小了36.67%。由敏感性分析可知传热系数和压降对入口速度的变化最敏感,截面椭圆长短轴之比次之,对螺距最不敏感。优化后的螺旋扁管折流杆换热器结构比原结构单位压降下的传热系数平均提高了26.42%。

折流杆换热器的壳程结构参数对协同场的影响

对折流杆换热器在壳程不同结构参数和不同工况下的平均角度场进行了数值计算,结果表明:折流栅间距对平均角度场的影响较小、折流栅有效流通面积即折流栅的最大流通面积与壳程截面积之比对平均角度场影响较大。而Re数对平均角度场影响也较大。

折流杆换热器数值模拟及性能分析

在PHOENICS-3.5.1程序的基础上,引入多孔介质模型,用体积多孔度、表面渗透度和各向异性的分布阻力来处理换热器内的管束。用分布热源考虑管侧流体对壳侧流体的影响,通过编写相应的程序,采用数值模拟的方式求出了折流杆换热器壳程压降和传热系数。与实验结果比较表明,壳侧压降的绝对偏差在5%以内,传热系数的绝对偏差在8%以内,能够满足工程设计要求。在此基础上,分析了折流栅的有效流通面积和间距对折流杆换热器综合性能的影响,并将这2个参数引入到准数方程式中,得到了折流杆换热器的准数方程式,为获得折流杆换热器的整体性能提供了一种低成本的研究方法。

螺纹管折流杆重沸器流体力学性能与沸腾传热试验研究

介绍了折流杆流动沸腾和流动冷凝的两相流理论分析以及螺纹管折流杆强化传热试验 ,并与池沸腾、光管折流杆管束沸腾传热进行了对比试验 ,其强化传热倍数最高可达 2

菱形折流杆换热器传热研究

针对圆杆折流杆结构换热器只有在较高壳程流速时才能达到较高传热效率,以及目前缺乏折流杆换热器壳程支撑结构场协同关系定量计算关系式的情况,开展了新型菱形折流杆换热器的传热研究。运用实验方法获得换热器壳程传热关联式,验证了新结构良好的传热效率;利用CFD软件直观地得到了换热器壳程流场和温度场分布。通过对壳程能量方程的无因次变换,得到了壳程速度场和温度梯度场的场协同角的定量关联式,证实了新结构具有更好的场协同关系。

内导流筒折流杆换热器可行性研究

通过对内导流筒折流杆换热器进出口压降的测试研究 ,优化出可较大幅度降低流阻进出口区域结构的适宜配合参数 ,工业试验装置的初步测试证明了其可行性。