您好,歡迎來到易龍商務網!
【廣告】
發布時間:2020-07-19 23:40  





對管殼式換熱器強化管外傳熱進行了數值模擬研宄,提出并分析了一種新型的傳熱強化元件——旋流片作為管殼式換熱器管隙間支撐物的傳熱強化機理。在實驗基礎上,采用周期性單元流道模型數值模擬了旋流片產生的衰減性自旋流的流動和傳熱特性,并采用分段綜合因子分析了傳熱強化的機理。結果顯示,旋流片能起到擾流作用,并使流體強烈地沖刷傳熱管壁面強化傳熱。國內外己有的研究,對于管殼式換熱器內漏問題的數值模擬研究相對較少。
有旋流片段的綜合因子,尾流段的綜合因子接近于,在自旋流段的綜合因子,應當充分利用自旋流段低阻的特點對換熱器進行優化。對復合波紋板片的板式換熱器的換熱阻力特性進行了數值模擬研究,采用非結構化網格,分別選用層流和瑞流模型,數值計算得到復合波紋型板式換熱器內部的速度場,以及復合波紋型板式換熱器在不同數范圍內的換熱準則方程式和摩擦系數關系式,證明了用數值計算方法研究復合波紋型板式換熱器流動與換熱性能的可行性。東北大學的尹俊以乂為開發平臺,利用數據庫技術,建立了獨立、幵放、數據共享、運行可靠的傳熱介質物理性能數據庫,并實現了這些數據庫的動態查詢。殼程為四面體網格,管程及殼程進出口管為六面體網格,終網格數量為I,952,621個。
采用的模型為大慶油田分公司原穩站生產用油一油管殼式換熱器,內部流通介質為,內部含有細沙等雜質,這些雜質也是導致換熱器內部結垢的主要因素。對于管殼式換熱器,換熱管直徑相對很小,數量眾多,容易發生堵塞和結垢,而且對換熱管的清洗和更換十分困難,管殼式換熱器管程內部的流通介質為比較清潔的流體。綜合油一油管殼式換熱器此特點,本課題著重研究換熱器殼程側的結垢。DeBF和CatalanoLA等人近提出一個新型沉浸粒子換熱器,它使用非常小的固體顆粒作為中間媒介來執行兩個氣體在不同的溫度之間流動的熱傳導,開發了一種一維模型的理論計算換熱管長度,確保規定的熱交換和評價粒子特性的影響。
根據大慶油田分公司原穩站油一油管殼式換熱器實體結構尺寸,該換熱器內部結構極為復雜,折流板、換熱管數量眾多,換熱管直徑0.032m,殼程直徑1.4m,換熱器長度為1 Om。換熱器體積巨大,換熱管直徑與換熱器長度的比值小,利用CFD前處理軟件對其進行網格處理困難,網格數量太多,對計算機配置的要求非常高。對于管殼式換熱器的流動傳熱特性,綜合以上,將己有的研究分為三部分:(1)利用FLUENT數值模擬軟件對管殼式換熱器進行數值模擬,得到了符合實際的換熱器流動傳熱性能。
在換熱器整個殼程,固體砂子的體積分布整體比較均勻,為了數值模擬的方便,本課題忽略大粒徑固體砂局部沉積對其濃度分布的影響,將管殼式換熱器殼程內部的結垢視為均勻結垢。油油管殼式換熱器運行一段時間后,殼程側表面會形成表面污塘層,由以上分析可知,認為其為均構。隨著污振厚度的增加,換熱器的傳熱系數降低,這是由于污塘的存在,導致了換熱面的導熱熱阻增加,導熱系數減小,導致的換熱器傳熱系數降低,換熱效率減小。
本課題著重研究管殼式換熱器管壁結據對其傳熱性能的影響,且在實際生產過程中,中含砂率很低,所以在換熱器傳熱性能的影響研究中忽略了換熱器內液固兩相流的影響,后續的數值模擬研宄中采用單相流模擬。對于單弓形折流板管殼式換熱器不同結據厚度的影響分析,鑒于本文所采用的物理模型特征,換熱管當量結坂厚度較小,為保證污據層網格質量,模擬對計算機的要求非常高。而當量均拒只為分析結坂對換熱器傳熱性能的影響,本課題忽略結坂對換熱器內部流場的影響,只考慮結塘對換熱面傳熱性能的影響。NJiang和JLi對螺旋管式換熱器的壓力降進行了數值模擬研究。