板翅式换热器注液封条气水两相流分配特性实验研究

气液两相流分配不均匀是板翅式换热器换热性能下降的因素之一,在入口处设置注液封条结构能够改善两相流分配的不均匀性。为了研究在不同流量条件下注液封条对两相流的分配情况,本文以空气和水为介质通过实验研究了注液封条结构的两相流分配特性。研究表明:注液封条结构的气相均匀性好于液相。在给定的气液流量条件下,随着气液流量的减小,注液封条均匀性变差。

倾斜安装对注液封条两相流分配特性的影响

板翅式换热器作为天然气液化(LNG)工艺中主低温换热器,其内部两相冷剂分配不均影响了换热性能,并导致天然气液化效率降低。为了探究不同倾斜安装形式的LNG板翅式换热器内部两相流动均布特性,以注液封条作为LNG板翅式换热器内的两相均布结构,采用数值模拟的方法研究两相冷剂在不同倾斜安装位置注液封条内的流动均布规律。对比分析40个工况下的流量不均匀度以及离散系数,结果表明:(1)注液封条内气液两相的分配特性为中间通道流量大于两侧通道流量,不同安装形式对注液封条内两相分配的总趋势影响较小;(2)不同偏移角度下,不同安装形式的注液封条两相均匀性变化规律不同,封条竖直向上安装均匀性随偏移角度增加而优化,竖直向下安装左偏均匀性优于右偏,水平安装均匀性随偏移角度变化较小;(3)侧倾对于不同安装形式的注液封条均匀性影响一致,侧倾角度越大,均匀性越差。因此,在实际工程中,应避免侧倾安装形式。

晃动对注液封条流体均布性能的影响

板翅式换热器底部两相流体的均布多采用注液封条技术,该技术已经普遍应用于陆上中小型天然气液化工厂,但晃动工况下注液封条内部流体均布研究较少。设计一种注液封条结构,采用ANSYS ICEM CFD软件建模并进行网格划分,建立数学模型,借助ANSYS FLUENT软件模拟计算不同横摇条件对注液封条内流体均布性能的影响规律。

结构参数对横摇条件下板翅式换热器流动均布性能影响的模拟研究

为了对海上晃荡条件下液化天然气(FLNG)用板翘式换热器均布结构—注液封条结构进行优化,本文用数值模拟的方法建立了基于VOF多相流及RNG k-ε湍流模型的晃荡均流计算模型,模拟了横摇条件下不同结构参数注液封条均布流动,通过回归分析的方法得到了优化后的注液封条结构,与原结构相比,其均布性能得到了明显改善。