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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。但是，管殼式換熱器結垢對其內部流動換熱性能影響的研究相對較少。   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。

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。上海交通大學的曾偉平在研究板式換熱器的換熱和壓降過程中，先從單相流在板式換熱器流動出發，建立了單相的換熱和壓降模型，獲得某種具體板型的換熱及壓降關聯式系數，提出兩相流在板式換熱器中換熱的換熱關聯式和壓降公式。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。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。

運用熱力學能耗分析法，分析了管殼式污水換熱器中軟塘的厚度對換熱強度、流動壓降及其有效能損失的影響。通過工程實例，揖出了中等流速對系統節能和經濟性都有利，而當流速較低時需進行及時除塘。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。對沉浸式污水換熱器的堵塞、結塘和腐燭問題進行了研究，建立了沉浸式污水換熱器的傳熱模型，并通過實驗驗證了模型的準確性；在污水流量變化的情況下，分別測試了沉浸式換熱器在冬、夏季的傳熱系數。

實測結果表明，采用高密度聚乙稀管的沉浸式污水換熱器單位長度的傳熱量約為100kw搭建板式換熱器冷卻水污據熱阻實驗臺，測得不同對間、流速和溫度下天然循環冷卻水（松花江水）中鐵離子、氯離子、細菌總數、值、溶解氧、池度、電導率等水質參數，隨機取一組實驗的水質參數作為輸入變量，建立換熱器冷卻水污振熱阻預測的偏二乘回歸模型，對板式換熱器的污塘熱阻進行預測。年，徐志明、李煌等人對比實驗研究了不同工況冷卻水入口溫度、流速下板式換熱器松花江冷卻水污拒特性，將污拒熱阻與這兩種運行參數進行了灰色關聯分析，并就運行參數對其結塘的影響逐一作了機理分析。(2)基于分公司某大隊管殼式換熱器運行過程中的進出口動態參數，分析換熱器內部運行狀況，利用管殼式換熱器結垢和泄漏的理論預測模型進吝分析，給出預測模型應用誤差。。

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。換熱器內砂沉積對結垢位置的影響換熱器內管壁結垢主要受其液體介質含砂濃度的影響，對管殼式換熱器殼程流場進行了液一固兩相流數值模擬，根據模擬結果分析，確定換熱器的主要砂沉積位置。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。

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。通過對換熱器工況進行模擬計算，分析了泄漏情況下換熱器溫度參數的變化情況，在此基礎上提出了通過分析換熱器管程和殼程溫度變化來判斷換熱器泄漏及泄漏程度的方法。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。