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發布時間:2021-04-22 17:27  
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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。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。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。四種針對換熱器焊縫泄漏的檢漏技術,分別為:碳黑一煤油滲透法、熒光檢驗法、著色探傷法、石灰一煤油滲透法,相比較而言,碳黑一煤油滲透法比傳統的檢漏方法具有簡便、快捷、費用低等優點,對貫穿性缺陷的焊縫檢查速度快,效果好。系統中的熱媒/水換熱器容易出現水質不合格、操作不當而引起管道水擊、水流速度過低以及垢下腐蝕等并終導致泄漏。并針對各導致泄漏的原因給出了相應的解決措施。
西安交通大學采用逐步放開流路的方法,應用空氣一水兩相混合物研究了泄漏與旁路對殼側流型及流型轉變特性的影響。(1)考慮管壁污垢傳熱的影響,建立管殼式換熱器的三維流動傳熱模型。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。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。
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。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。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。系統中的熱媒/水換熱器容易出現水質不合格、操作不當而引起管道水擊、水流速度過低以及垢下腐蝕等并終導致泄漏。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。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。
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。采用的模型為大慶油田分公司原穩站生產用油一油管殼式換熱器,內部流通介質為,內部含有細沙等雜質,這些雜質也是導致換熱器內部結垢的主要因素。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。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。