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發布時間:2021-03-22 06:40  
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換熱器流動傳熱性能模擬和等人釆用多孔介質模型對液態金屬換熱器和蒸汽發生器進行了數值模擬計算,并將得到的結果與試驗結果進行對比。考慮介質在管束間流動各項異性的特點,在分布阻力和體積多孔度的基礎上,提出了表面滲透度的概念,將其與試驗結果進行對比,取得了理想的結果。國內外己有的研究,缺乏對管殼式換熱器管程流體流動傳熱的數值模擬研究,并且在換熱器的實際生產運行過程中,對換熱器當前運行效果的診斷分析不明確。采用多孔介質模型,對電廠蒸汽冷凝器的工作特性進行了數值模擬計算。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。
N Jiang和J Li對螺旋管式換熱器的壓力降進行了數值模擬研究。Ozkaya和Aradag等人[4]利用CFD軟件數值模擬研究了V字形密封板式換熱器的流動傳熱特性,模擬不同進出口溫度和質量流率的工況,得到了換熱器冷端和熱端的出口溫度和壓降,基于實驗數據,分析了不同努塞爾數和摩擦系數的相關性。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。Kotcioglu i和Nasiri KM等人應用理想換熱器模型進行數值模擬研究,使用修改后的k-‘湍流模型,得到矩形通道板翅縱向打斷、放大和收縮時的溫度、速度和壓力分布圖。

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。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。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。
濰坊譽金機械對原穩站油行山管殼式換熱器實體模型進行簡化建模,同時兼顧課題研究的準確性和經濟性。
(1)建模時保留了折流板,考慮折流板對殼程流體流動和傳熱的影響。
(2)對于傳熱管壁和折流板的處理采用了FLUEN丁中的薄壁模型,在后續的邊界條件設置時可以設定一個給定的壁厚,這樣減少了網格數量。
(3)管束的_l幾封頭和下封頭沒有參與整個換熱器的傳熱和流動,不影響數值計算的結果,因此在建模時將上封頭和下封頭進行簡化處理。 在對換熱器結構進行建模時,考慮換熱器入日和出口部分對于一換熱器殼程整體流動特性的影響。為消除換熱器結據和泄漏造成的損失,油田管理部門每年都對換熱器進行清洗、堵漏作業,但目前尚無有效手段快速地評價換熱器的結塘和泄漏情況,導致需要針對每一臺換熱器進行處理,造成管理成本的增加。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。網格為非結構化網格,采用劃分的四面體和金字塔網格。
管殼式冷凝器邊界條件:入口為速度入口邊界,出口為壓力出口邊界,。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。對于沒有定義的邊界面軟件默認為墻體邊界。在本課題中,根據大慶油田分公司產量,原穩站管殼式換熱器殼程入口速度在之間,根據物性和模型尺寸,計算得出換熱器殼程的雷諾數之間,所以換熱器殼程內部流動為層流,多相流模型選為混合模型,混合物模型可用于兩相流或多相流(流體或顆粒)。采用有限體積法,使用分離式求解器,穩態隱式格式求解;速度壓力稱合方式采用基于交錯網格的算法;流通介質為含砂,物性參數為等效溫度下的常量;假設入口來流的速度均勾分布,忽略重力影響,殼體壁面和折流板采用不可滲透、無滑移絕熱邊界。使用速度入口和壓力出口邊界,采用層流的模型;選用二階迎風格式。