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發布時間:2020-07-24 08:53  






一種管殼式換熱器殼程單相流動和傳熱的三維模擬方法,用體積多孔度、表面滲透度、分布阻力和分布熱源來考慮殼程復雜幾何結構造成的流道縮小和流動阻力、傳熱效應,通過數值求解平均的流體質量、動量、能量守恒方程,得到殼程流動和換熱的分布。對上述提到的三維數值模擬方法也有過類似的研究。 實驗方法研究了空氣在具有3種不同管徑19,25. 32mm的波紋管內的流動與換熱特性。管外壁采用電加熱,來模擬均勻熱流條件,測得了不同工況下各種管徑的平均對流換熱系數和阻力系數,擬合出了所測的參數范圍內的阻力和換熱實驗關聯式,并比較了相同管徑的波紋管和光管的換熱效果。
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。
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。

建立了一種復雜的數學模型,用于預測套管式換熱器內流體的流動及傳熱特性的數學模型,包括計算流體力學模型和計算傳熱學模型。其中,計算傳熱學模型中的瑞流擴散系數是利用溫度方差和溫度方差耗散率來求解,而不是利用通常采用的數假設值或實驗測定值來求解。分析換熱器的物理模型,對模型進行適當的簡化,分別對換熱器的管側和殼側的溫度場進行分析,研宄傳熱管束內部的傳熱過程,同時分析換熱器殼側不同位置處的換熱情況。對換熱器的出口平均溫度進行分析,分析出口平均溫度與設計溫度之間的誤差,評價換熱器的換熱性能。對換熱器殼側的速度場進行研究,分析換熱器的結構對自然循環的影響,并提出相關的意見對換熱器進行優化分析。
管殼式換熱器運行過程中的速度矢量分布,在換熱器運行過程中,換熱器殼程入口段的速度矢量值在0.5m/s;順著折流板走向,換熱器殼程內砂的速度矢量值相比較大,在I m/s至1.4m/s之問變化,在折流板!幾方的砂速度;在折流板逆向換熱器殼程內介質流動方向的背部,固體砂的速度矢暈值,人約為0.1m/s這是由T一折流板的阻擋作川,降低一r砂的速度當砂粒徑較大,質較大時,砂容易在速度降低區域形成砂分沉積。砂粒徑0.2mm時,管殼式換熱器模擬運行達到穩定的情沉下,換熱器殼程內沿換熱器管民方向各個截而的砂體積分情況。山于此時管殼式換熱器殼程內部流通介質含的砂粒徑非常小,為0.2mm的流動能很好的帶動砂流動,導致換熱器整個砂的體積分布較均勻,整個殼程的含砂量都較小,接近入2類石油。