翅片管束式管壳式换热器三维数值模拟研究

本文提出了运用多孔介质模型、分布阻力模型和k-ε湍流模型对壳侧为翅片管束的壳管式换热器壳侧速度场与温度场进行三维数值模拟的方法,并对一相应类型换热器壳侧的流动与换热进行了数值模拟,得出了壳侧流场参数的图示以及壳侧进出口压降,温差,换热量随壳侧Re变化的特性曲线。

一种管壳式换热器管束与壳体的套装方法

本文介绍的方法将管束作为固定对象,将壳体作为移动对象,利用壳体反套管束,不需要专用设备及工装,采用生产车间常用的起吊行车及卷扬机即可实现套装。

基于Aspen EDR的管壳式换热器工艺选型设计教学实践

管壳式换热器工艺选型设计是化工过程中设备设计的重要环节之一。为了避免手工计算中繁琐的计算和复杂的校核问题,以无相变的乙醇冷却器为例,探讨Aspen EDR软件在管壳式换热器工艺选型设计中的实践应用。通过Aspen EDR软件的教学示范,激发学生学习积极性和主动性,提升学生运用理论知识分析和解决复杂化学工程问题的能力,强化专业软件应用能力。

管壳式换热器换热管强化传热研究

研究了油库夏季高温导致的油气回收工艺中吸附罐回收率低、吸收塔解吸效率低、油气回收系统能耗过高以及安全隐患较多等问题。将温度较低的地下水作为冷却水,从实践的角度构建多种强化传热结构的管壳式换热器并采用CFD的方法对其热力学与水力学性能进行多方面探究。结果表明当油气在管壳式换热器壳程中流动时,热流可以获得更好的冷却效果;油气在壳程流动时,CIRF型换热管具有最佳的热力学性能,RAW型换热管具有最佳的水力学性能。综合油气回收工况与计算结果配置CIRF型换热管的管壳式换热器在油气回收工艺中有着较强的适用性,其可以在有效提高油气的冷却效果的同时兼顾换热器的水力学性能。

管壳式换热器管束的支承结构

介绍了管壳式换热器几种管束支承结构的研究进展,并着重介绍了一种新型的管子自支承结构.

翅片管及其在管壳式换热器的使用

对翅片管特别是管壳式换热器用低翅管的结构特点、制造方法及强化传热机理 ,在管壳式换热器的使用效果及注意事项都作了较详尽的介绍 。

管壳式换热器弓形折流板的结构优化

为研究某高温烟气急冷器空气二次冷却系统的流动与传热特性,建立了管壳式换热器简化模型,运用ANSYS软件进行数值模拟,分析了折流板数量、相对缺口高度、折流板间距和换热器进出口管布置方式对换热器性能的影响。结果表明:折流板数量越多,相对缺口高度越小,换热器压降越大,换热系数越大,综合性能指标越小;高温区域折流板间距小、低温区域折流板间距大的换热器比等间距折流板换热器平均换热系数提高了4.3%,平均综合性能指标提高了2.3%;空气出口管布置在热流体进口侧比布置在热流体出口侧平均换热系数提高了6.5%,平均综合性能指标提高了4.3%。

翅片管式换热器翅片结构对空气侧性能的影响

建立5mm管径翅片管式换热器百叶窗翅片的物理模型和数学模型,模拟分析百叶窗翅片开窗角度和换热器管间距对空气侧性能的影响,结果表明:在相同迎面风速下,空气侧的换热量及表面传热系数均随百叶窗开窗角度的增大而增大,风机功率随之大幅增加;空气侧的换热量及表面传热系数均随管间距的减小而增大;综合考虑换热量、风机功率及空气侧表面传热系数,开窗角度20°、管间距17.1 mm时换热器空气侧性能更优。

一种新型纵向流管壳式换热器管束支承结构

分析了纵流管壳式换热器的壳程管束支承的常见结构型式 ,通过对各种支承结构对壳程流体流动、传热和抗振等性能影响的定性比较 ,提出一种新型的支承结构型式 ,该结构不仅具有以往结构所具有的降低壳程流动阻力、节能和不易结垢等特点 ,而且还具有单位面积上布管数多。

管壳式换热器折流板开孔流场特征及场协同分析

折流板是管壳式换热器最主要的结构之一,但流体介质容易在折流板背风侧产生一个相对静止的“流动死区”,影响换热器壳程的换热效果。因此,本文利用Fluent对换热器壳程折流板进行开孔研究,分析流体流动特征,同时利用场协同分析的方法对其进行了验证分析。结果表明:折流板开孔可有效减小换热器壳程背风区的“流动死区”,达到强化传热的效果。

管壳式换热器内气液两相流冲刷管束的流型研究

本文对管壳式换热器中气液两相流冲剧管束时的流型进行了试验研究。试验段采用管壳式换热器模型，其圆形外壳内的管束由４９根管子组成，并沿长度方向用３块折流板将管束分成４个冲刷流程。当气液两相流冲刷管束时，分别观察垂直布置和水平布置时的流型及其转变，并对之进行了分析，得到该流型转变界限。

管壳式换热器典型失效分析及应对措施

实际运行过程中,变压吸附装置管壳式换热器发生泄漏、腐蚀等情况,分析其故障发生的具体原因,提出材料选型、工艺指标监控、密封垫改进等改进措施,解决管壳式换热器出现的故障,并取得了良好的效果。

压缩机级间管壳式换热器设计与软件开发

管壳式换热器在各工业领域应用广泛,但其壳侧结构较为复杂,其传热与流动状态难以预测,且设计过程涉及大量的计算、图表及标准规范,导致设计周期长、费时费力。研究针对压缩机级间管壳式换热器进行了详细合理的设计与热工计算,确定了管壳式换热器热负荷、换热面积、传热系数等结构与热力参数;并基于MATLAB技术开发了压缩机级间冷却器的设计与校核软件,提高了设计人员的工作效率与换热器设计精度;最后针对一种工程案例,完成了对压缩机级间冷却器的设计计算。

管壳式换热器管束流致振动实例分析

阐述管壳式换热器管束流致振动的机理,基于HTRI软件的Xist和Xvib模块,进行管壳式换热器管束流致振动实例的分析与研究,并比较了HTRI-Xist与HTRI-Xvib分析方法的优缺点及适应性。

管壳式换热器壳侧强化传热与管束支撑方式的研究进展

从管壳式换热器壳侧管束支撑方式和强化传热的角度,综述了从弓形折流板换热器、折流杆式换热器到螺旋折流板式换热器的研究进展,特别介绍了一种适合正三角形布管的三分螺旋折流板换热器的新型结构,并指出非连续折流板螺旋换热器中相邻折流板形成的三角区的泄漏是方向指向上游的有益流动,而目前常用的螺旋折流板轴向搭接方案则开启了一条指向下游的旁通捷径,将影响绕行主流正常流动和传热。

基于分排参数法的翅片管式换热器空气侧性能试验研究

将分排参数法应用于翅片管式换热器性能试验数据处理,并对该方法计算得到的各管排j因子和f因子与分布参数法计算结果进行对比,误差均处于±10%以内。基于分排参数法对换热器分排空气侧换热和阻力性能以及变工况性能进行试验研究,结果表明:换热器前排换热量占比较高,换热器管排数越多换热量分布均匀性越差;随着翅片间距的增大,换热量分布均匀性变好,翅片间距从2.5 mm增加到3.5 mm,第一排与最后一排换热量占比之差由17%减小到13%;换热量分布均匀性随管径的增大而变差,管径从10.23mm增大到16.73mm,第一排与最后一排换热量占比之差由14%增大到17%。随着管排位置后移,各排j因子和f因子均增大;翅片间距由2.5mm增加到3.5mm,各排j因子和f因子分别减小2.50%和7.68%;管径由10.23mm增大到16.73mm,各排j因子减小33.79%,f因子增大3.49%。随着风量和水流量的增大,换热量增大但增速降低;风量的增大能够增大出风相对湿度,而水流量的增大会使得出风相对湿度降低。

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。

不同折流板配置下的管壳式换热器壳侧性能分析

在管壳式换热器中,不同的折流结构会诱导壳程流体产生各异的流态,导致其性能产生差异。研究了弓形板、盘环板、折流杆、整圆板、花隔板、螺旋板6种折流结构配置下的管壳式换热器壳侧的流场分布、温度分布、传热性能和阻力性能。研究发现:折流杆换热器和螺旋板换热器的流场、温度分布最为均匀,这两种折流结构改善了流场分布,克服了流动死区,有利于热量的均匀传递,其中,螺旋板换热器传热性能最强,折流杆换热器阻力性能最优;壳侧流场均匀化能够提高壳侧均温性,同时改善换热器的热工与水力性能。本研究可为热力系统中换热器的应用和选型提供理论参考,为换热器的优化设计指明方向。

管壳式换热器换热过程对温度波动控制的影响模拟

管壳式换热器管道中不同流速和不同流体密度的物质在流动过程中会引起流体不平衡,换热过程复杂,导致部分管道内液体温度出现波动,影响温度控制效果。为了确保管壳式换热器的出口温度达到生产需求,针对管壳式换热器换热过程对温度波动控制的影响模拟进行研究。首先分析管壳式换热器的换热过程,在假设条件下获得管道内壁与换热油、管道内壁/外壁和金属外表面间的换热关系;然后根据换热分析结果建立管壳式换热器的传递函数,量化换热过程;结合换热过程和PID算法,建立管壳式换热器换热过程对温度波动控制的影响模型。模拟实验结果表明:该模型在分析控制精度、超调量和控制效率方面表现出良好的性能。

核级管壳式换热器密封垫片非线性分析研究

采用有限元分析方法对核级管壳式换热器法兰螺栓连接结构的密封性能进行了研究。考虑垫片的非线性材料特性,应用ANSYS建立了有限元参数化模型,通过非线性分析提取密封垫片上的压应力,与垫片密封比压和垫片系数比较,直观地验证结构的密封可靠性。对影响垫片密封性能的垫片位置和垫片宽度等参数进行了敏感性研究,垫片位置趋于密封面内侧、垫片宽度减小,密封性能越好。