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發布時間：2020-07-20 22:23
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換熱器是油田化工和其他許多工業部門廣泛應用的一種通用工藝設備，其中管殼式換熱器在石油化工行業中應用尤為廣泛。而管殼式換熱器成本較高，其熱工性能決定著后期運行成本。得到徑向熱管換熱器結構優化參數：橫向管距為縱向管距為翅片高度不應高于，翅片間距為。為此，國內外眾多學者對其流動傳熱進行了大量的研究。大慶油田擁有大量的管殼式換熱器，其性能直接影響的處理過程和油田節能減排的落實程度，而隨著含水率增加，換熱器結據率明顯，易造成其壁面的結塘甚至堵塞，并且由于污拒會對換熱器材料腐蝕，容易導致壁面穿孔造成物料泄漏和損失，甚至產生隱患。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。而管殼式換熱器的流動傳熱特性是評價其結塘、池漏的關鍵，也是進行有效預測的前提條件。
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。分析了換熱器內部不同介質泄漏的判斷方法，并提出了針對換熱器不同泄漏介質的性質來確定檢漏方法。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。
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。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。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。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。
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。以實驗裝置中的3處壁溫、污管的出入口溫度、污管中流體的流速和污管熱阻為輸入，建立基于徑向基神經網絡的污垢預測模型，對篩選出的160組數據進行預測，與BP網絡相比，該網絡預測污垢熱阻的收斂速度和精度都優于BP網絡。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。
