T形翅片管卧式重沸器和蒸汽发生器性能研究及应用

介绍T形翅片管卧式重沸器和蒸汽发生器的研究开发过程和工程应用效果,包括T形翅片管的结构特征、机加工技术研究、小试及工业试验、计算数模及使用范围、计算软件、设备系列图的开发,并介绍了T形翅片管重沸器和蒸汽发生器在沸腾传热过程中的应用和取得的节能、节资效果,以及在装置扩能改造、解除瓶颈中发挥的作用。     

T形系列翅片管在大温差重沸器上的应用研究

结合石油化工企业重沸器技改实例,将T形系列翅片管应用于大温差传热重沸器中,并对T形系列翅片管重沸器进行工业试验研究。结果表明,改进后的T形翅片管———TXY形翅片管重沸器可解决传统的重沸器传热温差大、易结垢的问题。     

T型翅片管管外沸腾强化传热的数值模拟研究

利用计算流体力学软件Fluent,对T型翅片管和光滑管管外沸腾强化传热进行了数值模拟研究。结合T型翅片管的结构特点,分析了该换热管的沸腾强化传热机理。在所研究的范围内,T型翅片管管外沸腾传热系数最大时高于光滑管23.2%,强化传热效果明显。同时,综合评价了T型翅片管强化传热和增加压降的性能。研究结果表明,其强化传热综合性能评价因子在不同流速下均大于1,说明T型翅片管有较好的强化传热效果。     

强制对流冷凝传热强化

研究了强制对流条件下，非共沸混合工质Ｒ１１／Ｒ１１３在三排水平直列光滑管及花瓣形翅片管束外的冷凝传热。实验结果表明：花瓣形翅片管由于具有特殊的三维翅片结构，既能激发流动的蒸气产生强烈地湍流，减小其气膜热阻，又能充分发挥冷凝液表面张力的作用，减少其液膜热阻，从而显著地强化了非共沸混合工质在管束外的冷凝传热。在相同热流率下，其管束平均冷凝传热系数是光滑管管束的３～５倍。     

新型纵向流一体式翅片管换热性能数值模拟

为达到提高壳侧传热系数的同时又具有较低的压力损失的目的,提出了新型纵向流一体式翅片管。针对翅片与管壁夹角的变化影响传热效率的问题,根据有无翅片、翅片夹角的不同、翅片种类的不同,利用计算流体力学(CFD)软件建立了7种周期性单元流道,并对壳侧流场和传热场进行了三维数值模拟,分析了不同流速的介质在流道中的扰动、压降及温度变化。模拟结果表明,在所有的翅片管中翅片夹角为105°翅片管的换热系数最高,翅片夹角为105°翅片管换热系数约为光管的1.4—1.6倍,压降仅为横向掠过的圆形翅片管的0.018—0.15倍。翅片夹角为105°时,翅片管综合性能较优,对烟气换热器应用提出了数值保障。     

非共沸混合工质在水平管束上轴向流动冷凝传热强化的强究

研究了花瓣形翅片管强化非共沸混合工质在水平管束上轴向流动冷凝传热的性能，并建立了管束冷凝传热系数的计算模型。结果表明，该模型的计算值与实验结果吻合得较好。     

油冷器强化传热研究

<正>1 引言 广泛用于机械设备的润滑油冷却器,由于油的粘度大,操作流速低,若使用光滑管设计制造,其传热性能差,一般总传热系数为350W/（m~2·℃）左右。近年来,螺纹翅片管已在工业油冷器中应用,因其肋化系数可达2.5～3,能有效地扩展传热面,故对油冷器的紧凑化起到重要作用。但是,由于螺纹翅片间距小,翅间湍流度低,按实际翅片面积计算的总传热系数常仅180～200W/（m~2·℃）,当取肋化系数2.7,以光坯管面积计算油冷器总传热系数可达520W/（m~2·℃）,比光滑管油冷器节省光坯管面积约33%,但因加工螺纹翅片需增大管壁厚度,加工后单位管长比光滑管增重约30%,故一般只比光滑管油冷器节省管材百分之几。因此,仅凭加大翅片肋化系数,用扩展传热面强化传热,其节材效果不够明显,提高翅片利用效率,关键在于提高翅间流体湍流度,强化翅面上流体传热。花瓣状翅片管在周向翅片上开     

结霜下空温式深冷翅片管传热特性

翅片管的传热特性决定着液化天然气(LNG)空温式气化器的气化性能，且管外表面结霜对传热特性的影响不可忽略。以空温式深冷翅片管为研究对象，建立翅片管空气侧传热模型，引入霜层物性参数经验公式，探究霜阻随风温与气化时间的变化规律，采用流体体积函数(VOF)多相流模型捕捉翅片管内气液两相区的流型，模拟分析结霜结露工况下翅片管内流动沸腾传热过程，研究单根翅片管管内外流固耦合传热机理。结果表明：强制通风下，当送风温度为273 K时，翅片管持续气化运行15 000 s,霜层厚度为10.8 mm,天然气出口温度为267.2 K;提高送风温度，有利于翅片管持续稳定运行；管内气相区长度随着送风温度的降低而降低，其占总管长的比例从303 K时的75%降低到了273 K时的35%;随着LNG入口流速的增大，管内流体传热系数提高且提前达到峰值，但达到0.8 m/s时管内出现传热恶化，导致液态天然气气化不完全，需选取合理的入口流速值。     

H型翅片管湿烟气对流冷凝传热的数值模拟研究

通过数值计算对湿工况下的H型和圆型翅片管换热器通道内充分发展段的对流冷凝传热特性进行模拟研究。计算采用压力与速度耦合的SIMPLER算法,湿烟气流速范围为1～5 m/s,水蒸气质量分数范围为5%～13%。讨论了不同入口速度、水蒸气质量分数对H型翅片管和圆型翅片管传热传质系数、传热量、冷凝水流量和翅片效率的影响,并进行定量比较分析。计算结果表明,H型翅片管的传热能力强于圆型翅片管,但冷凝生成量较圆型翅片管小,同时H型翅片管的总翅片效率和潜热翅片效率小于圆型翅片管。     

H型翅片管湿烟气对流冷凝传热的数值模拟研究

通过数值计算对湿工况下的H型和圆型翅片管换热器通道内充分发展段的对流冷凝传热特性进行模拟研究。计算采用压力与速度耦合的SIMPLER算法,湿烟气流速范围为1~5 m/s,水蒸气质量分数范围为5%~13%。讨论了不同入口速度、水蒸气质量分数对H型翅片管和圆型翅片管传热传质系数、传热量、冷凝水流量和翅片效率的影响,并进行定量比较分析。计算结果表明,H型翅片管的传热能力强于圆型翅片管,但冷凝生成量较圆型翅片管小,同时H型翅片管的总翅片效率和潜热翅片效率小于圆型翅片管。     

电化学腐蚀对翅片管换热器性能的影响

翅片管换热器的铜管与铝翅片之间容易发生电化学反应,在铝翅片表面形成一层三氧化二铝,增大换热器传热热阻,影响换热器乃至整个空调系统的性能。对翅片管换热器分别进行48 h和96 h的盐雾腐蚀实验,然后对腐蚀前后的实验样件测试其传热及压降特性,结果表明,翅片管蒸发器经盐雾腐蚀以后,其风阻变化在5 Pa以内,而换热量最多会降低12.5%,总的传热系数最多会减少16.6%,传热热阻最多会增加20%。     

热虹吸式重沸器循环回路的设计探讨

探讨热虹吸式重沸器循环回路设计,包括热虹吸式重沸器的分类及特点、塔釜结构型式、塔釜液位确定、塔釜至重沸器的降液管及重沸器至塔釜的升气管尺寸计算等。     

消息报导

<正> 表面多孔管重沸器的实验我厂曾与北京化工研究院合作,在气体分离工业装置脱乙烷塔上应用表面多孔管重沸器代替原光管重沸器进行了试验。实验用表面多孔管重沸器的传热面积为     

不锈钢高通量换热管传热性能研究与工业应用

为探讨不锈钢材料高通量换热管的强化传热性能以及实现该类换热器的工程应用设计,文中给出了常用不锈钢高通量换热管内外表面的结构特征参数,并对该类换热管的传热性能进行了实验研究,结果表明:与光管相比,管内烧结表面的沸腾传热系数提高100%以上,管外纵槽表面的冷凝传热系数提高80%以上。采用Wilson图解法,对实验数据回归分析得到了不锈钢高通量换热管管外冷凝传热与管内沸腾传热的计算关联式,并完成了高通量再沸器的工程设计,设计结果表明比普通再沸器传热效率提高了51.3%,设备进行工业应用后运行良好,为该类型高通量换热器的工程设计提供了依据。     

釜式重沸器的设计

本文讨论了釜式重沸器主要受压元件的强度计算及结构设计,对我国釜式重沸器设计及规范中的有关问题提出了建议。     

塔底重沸器的管道设计探讨

热虹吸式重沸器在工艺过程中已被普遍采用。本文介绍了热虹吸式重沸器的布置和安装高度要求,并对塔底重沸器的进出口管道设计过程中应关注的要点进行探讨,如系统压力降、升气管及管道柔性。结合实际石油化工装置,通过应力计算,对重沸器的管线布置进行分析。     

菱形翅片管的强化传热特性

简要介绍了一种新型强化传热管－－菱形翅片管的结构和强化传热机理，并通过两组对比试验研究其强化传热特性。研究结果表明：菱形翅片管的三维翅片可以较大幅度提高换热器总传热系数和壳侧传热膜系数，对于对流和冷凝传热都有较好的强化效果。菱形翅片管加工成本较低，传热性能较好，在石油化工等行业推广应用前景广阔。     

环隙内流动沸腾传热特性的研究

本文以水和粘性液体为工质,对环隙宽度为2mm的环隙内流动沸腾传热特性进行了研究.实验结果表明,在一定的热通量范围,环隙内流动沸腾传热系数较空管的平均提高80%,总传热系数平均提高60%.当以水为工质时,总传热系数的实验值与计算值吻合较好.     

环隙内流动沸腾传热特性的研究

本文以水和粘性液体为工质,对环隙宽度为2mm的环隙内流动沸腾传热特性进行了研究.实验结果表明,在一定的热通量范围,环隙内流动沸腾传热系数较空管的平均提高80%,总传热系数平均提高60%.当以水为工质时,总传热系数的实验值与计算值吻合较好.     

封闭空间内纵向外翅片管结构参数对传热的影响

对封闭空间内的竖直纵向外翅片管在翅片长度、翅片夹角及基管壁温改变时的自然对流条件下的换热特性进行了三维数值研究。结果表明翅片管的单位质量散热量随翅片长度的增加而增大。在翅片长度一定时,其最大值大多出现在翅片夹角60°左右;在基管壁温升高时,对流占据比重出现极大值;在考虑翅片夹角对换热影响的基础上引入量纲1因子,依据65种算例结果拟合出竖直纵向外翅片管自然对流换热准则关系式,准则式与计算结果偏差平均为3.53%。