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本課題主要研究原穩站用油油管殼式換熱器的三維數值模擬，換熱器以含砂作為內部換熱介質，考慮換熱面結垢和泄漏的影響，建立管殼式換熱器結垢和泄漏的傳熱模型，借助軟件對換熱器溫度場、流場分布進行模擬，分析結垢厚度、泄漏口尺寸、泄漏口位置、泄漏口數量對換熱器傳熱性能的影響，創新點如下：基于流體力學和傳熱學的流動和傳熱基本公式，建立了管殼式換熱器結垢和泄漏的理論預測數學模型，運用此模型解決了管殼式換熱器結垢及泄漏的理論預測分析。由于此模型的物理過程存在相變，導致模擬變得更加復雜，因而計算中采用了簡單的各向同性假設和一方程模型，并將其與試驗結果進行對比，結果吻合較好。

不銹鋼冷凝器主要研究內容包括以下三部分：管壁污垢對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律研宄；換熱面泄漏對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律研究；共三套網格:換熱器整體均為四面體，終網格數量為1,521,014個?；诠軞な綋Q熱器進出口動態參數一溫度、壓力等，對管殼式換熱器內部故障進行診斷評價研宄。本課題結合大慶油田分公司某大隊原穩站用管殼式換熱器的運行特點，針對含砂油含砂油換熱器這一特殊介質，借助軟件，在充分利用已有基本理論和研宄成果的基礎上，對管殼式換熱器結垢和泄漏進行了流動傳熱的數值模擬，分析結垢和泄漏對換熱器流動傳熱性響，研宄結論對利用換熱器熱工參數檢測管壁結垢和泄漏具有一定的理論用。

De BF和Catalano LA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;提供了一個數值程序設計優化熱交換器的其他幾何參數，比如直徑和角度的入口和出口管道和粒子注入模式。對用于火力發電廠的換熱器，換熱溫度通常提供高于8000C，為了滿足這一條件，熱交換器應該選區特殊的材料一一陶瓷，Monteiro DB等人門用CFD模擬來評估雷諾數在500到1500之間時傳熱因子和摩擦因子，比較了模擬結果與實驗數據。對換熱管道不同缺陷產生的漏磁信號進行了二維模擬，考慮了靜態時的支撐板處缺陷深度、缺陷寬度、換熱器管道壁厚、檢測儀器低速運動，以及缺陷相對于支撐板處在不同的位置對檢測儀器輸出信號的影響，給出了漏磁場磁感強度隨以上參數變化的曲線。

不銹鋼冷凝器采用有限體積法計算模擬流動傳熱過程的基本理論和方法，揭示了三葉孔板換熱器殼側傳熱強化的物理機制，數值模擬還表明在本次研究范圍之內，改變三葉孔板板距對殼側強化傳熱速率影響不明顯，但對流動阻力和綜合性能的影響較大。瑞流模型對殼程流體流動與傳熱進行了數值研究，分析了三葉孔板換熱器殼程流動與傳熱特性。流經塊支撐板后，流體已充分發展，并且隨著殼程結構周期性變化，傳熱與壓降也呈現周期性變化。在支撐板附近，流體流速變大，形成射流，并且由于支撐板阻擋，在支撐板前面和尾部產生二次流，能有效沖刷管壁，減薄流動邊界層，起到強化傳熱作用。由于單弓形折流板管殼式換熱器是復雜幾何體，網格劃分需要采用分塊劃分的方法，將整個模型劃分成入口段、出口段和殼程三部分，進行網格劃分。

但是由于換熱器大多體積龐大，內部結構復雜，模型的網格處理比較復雜，且對計算機的配置要求高，前人的研究分為兩種，首先是利用多孔介質模型，或者模擬換熱器理想模型。數值模擬與實驗方法相比具有如下優點：模擬能力強。計算機模擬技術既能模擬真實條件，又能模擬某些理想化的假定，拓寬了實驗研宄的范圍，便于分析各種情況下換熱器的運行特性，并減少了實驗的工作量。數據完整。數值計算可以得出換熱器內部的流場、溫度場及壓力等參數的分布，據此，可以詳細分析換熱器內管束結構等布置的合理性、換熱器的換熱情況、換熱性能等。經濟性好。利用計算機軟件數值計算的費用遠遠低于實驗研究的費用。砂子體積分布的位置選取結果為沿換熱器管長方向的四個截面，其中，z=-0。周期短。數值模擬所用的時間相對于實驗要少，方便從各種參數的匹配組合中快速選擇的方案。