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發布時間:2020-11-17 07:18  
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單弓形折流板管殼式換熱器物理模型復雜,因此選用適應性強的正四面體和金字塔形非結構化網格,使用GAMBIT劃分網格。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。網格的數量直接決定了計算速度和精度。網格過少,將不到流場的流動特性;網格過多,一方面會嚴重消耗計算機資源,另一方面大量的數值耗散積累會影響計算結果的正確性。所以進行網格的獨立性驗證時十分必要的。以一個單弓形折流板管殼式換熱器模型為例進行網格獨立性驗證。共三套網格:換熱器整體均為四面體,終網格數量為1,521,014個;殼程為四面體網格,管程及殼程進出口管為六面體網格,終網格數量為I ,952,621個;由面到體依次畫網格,終網格數量為2,175,849個。后面兩套網格計算結果相差小于60%綜合考慮計算精度與計算花費,選取第二套網格:終網格數量為1,952,621個。
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。對管殼式換熱器強化管外傳熱進行了數值模擬研宄,提出并分析了一種新型的傳熱強化元件——旋流片作為管殼式換熱器管隙間支撐物的傳熱強化機理。殼程為沙子和的兩相流動,沙子的粒徑根據現場采集的數據大約在0.2mm-O.}mm之間。本次研究選用沙子粒徑為0.2mm和0.4tn m,沙子的體積分數選為10%,殼程進口流速為0.7m/s,對管殼式換熱器的殼程流場進行數值模擬。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=-0.7n:為管殼式換熱器殼程出I:l處的一個截而,z二一0.39m與z=0.016m為靠近管殼式換熱器折流板的一個截面,z=0.7m為管殼式換熱器殼程入I-I處的一個截面。
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。根據大慶油田分公司原穩站油一油管殼式換熱器實體結構尺寸,該換熱器內部結構極為復雜,折流板、換熱管數量眾多,換熱管直徑0。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。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。