垂直布置百叶折流板管壳式换热器性能研究

针对弓形折流板管壳式换热器流动死区大和阻力高的问题,提出了使用新型垂直布置百叶折流板管壳式换热器。建立垂直布置百叶折流板换热器三维数理模型,对其流动结构、传热和阻力性能进行研究分析,获得垂直布置百叶折流板换热器三维流场和温度分布;与传统弓形折流板换热器的传热和阻力性能进行了对比;同时,具体分析了不同折流板倾角对其性能的影响。研究结果表明:垂直布置百叶折流板换热器壳侧流场分布均匀,其流动死区小,流动阻力低;与传统弓形折流板换热器相比,其壳侧压降降低了10.06%~45.10%;而倾斜角度为45°时,综合性能最高,其单位压降下的传热系数比传统弓形折流板换热器提高了38.62%~51.43%.

交错百叶折流板管壳式换热器性能分析

针对传统弓形折流板换热器壳侧压降大的问题,提出交错百叶折流板管壳式换热器,通过三维数值模拟,对不同周期下的交错百叶折流板管壳式换热器性能进行研究,获得壳侧流场、温度场的换热和阻力性能.结果表明:与传统弓形折流板换热器相比,交错百叶折流板管壳式换热器壳侧形成了较好的螺旋状流动,温度场分布均匀;在相同的质量流量下,交错百叶折流板管壳式换热器壳侧压降显著降低,单位压降的传热系数最高提高110.51%,综合性能大幅提高.

结构参数对交错百叶折流板管壳式换热器性能影响的研究

研究了不同百叶折流板倾角α、不同相邻百叶折流板组夹角β对交错百叶折流板管壳式换热器性能的影响。结果表明,交错百叶折流板换热器的壳侧压降随百叶折流板倾角α的增大逐渐降低,随相邻百叶折流板组夹角β的增大逐渐增加。与弓形折流板换热器相比,百叶折流板倾角为75°时压降最明显,降低幅度为79.26%~79.61%;相邻百叶折流板组夹角为15°时压降最明显,降低幅度为76.65%~77.12%.当百叶折流板倾角α大于45°时,交错百叶折流板换热器的单位泵功换热系数随倾角α的增大而减小。与弓形折流板换热器相比,百叶折流板倾角和相邻百叶折流板组夹角都为45°时,新型换热器的综合性能最好,增加幅度为79.49%~118.70%.

双壳程管壳式换热器的传热和阻力特性

针对弓形折流板管壳式换热器流动死区大,压降高的不足,提出外螺旋折流板内斜百叶折流板的双壳程管壳式换热器结构,外螺旋角为15°～40°,内斜百叶折流板倾角为45°。通过三维数值模拟,研究其传热和阻力特性,获得其局部流场,并与传统弓形折流板换热器进行了对比,同时分析了外壳程螺旋折流板不同倾角对其性能的影响。结果表明:双壳程管壳式换热器的壳侧流场分布均匀,流动死区减小,综合性能高于相同壳径和管束布置的弓形折流板管壳式换热器,外螺旋角为30°时,单位压降下的传热系数平均提高了24. 4%。当外螺旋角为20°时,该换热器具有最好的综合性能。