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發布時間:2021-08-27 17:24  
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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。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。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。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。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。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。

對換熱器進行不同工況分析,研究不同工況下換熱器的換熱性能。并編寫換熱器的沸騰用戶自定義(模型,將模型導入軟件。分析換熱器出現沸騰工況下內部蒸汽的流動情況,并根據對模擬結果的研究提出對換熱器的改進措施。通過對模擬結果的分析可知,研究的自然循環換熱器能及時有效排出堆芯余熱,雖然模擬值和設計值之間有一定誤差,但是誤差很小不影響對換熱器模擬結果的分析。換熱器的復雜結構使換熱器局部產生了“傳熱死區”和“流動死區”,這些死區的存在影響了換熱器內自然循環的形成。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。當換熱器傳熱進行一段時間后換熱器內的殼側溫度會達到飽和出現沸騰,沸騰產生的大量蒸汽在換熱器的“尖角”處聚,會對換熱器內流體的傳熱和流動特性產生影響。
隨著結塘厚度的增加,換熱器管程出口溫度升高,殼程出口溫度降低。由于換熱面污據的存在,增大了換熱面的導熱熱阻,減小了其導熱系數,使管殼程的傳熱系數降低,從而影響了換熱器的換熱性能。最終導致換熱管程出口溫度升高,殼程出口溫度降低。采用換熱器的傳熱系數作為換熱器換熱效果的評價標準,以此來對比各組結坂工況的換熱器傳熱性能。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。管殼式換熱器內部換熱面泄漏對換熱器流動傳熱性能的影響規律研究。這說明:隨著換熱面結塘厚度旳增加,換熱器的傳熱性能降低。且隨著結拒厚度的增加,換熱器傳熱性能的這種降低趨勢越發平緩。