套管双壳程连续螺旋折流板换热器性能数值模拟研究

研究了一种新型套管双壳程连续螺旋折流板换热器,套管将壳程分为内外两部分,内壳程无折流板,外壳程采用连续螺旋折流板。建立了换热器的三维模型,采用分离式求解器,SIMPLE算法,k-湍流模型,借用CFD软件FLUENT对套管双壳程连续螺旋折流板换热器和传统弓形折流板及传统单壳程连续螺旋折流板换热器壳程流动和换热特性进行模拟研究,结果表明:相同壳程进口流速下,套管双壳程连续螺旋折流板换热器的壳程压力降比弓形折流板和单壳程连续螺旋折流板换热器降低平均值分别为62.17%和22.76%,传热速率比这两种换热器均提高了25.98%和21.79%,单位传热量的压力降相比于这两种换热器降低平均值分别为68.93%和38.69%。     

螺旋扭曲扁管换热器壳程湍流传热的数值分析

采用标准k-ε湍流模型并辅以壁面函数法,对高雷诺数条件下螺旋扭曲扁管换热器壳程湍流流动与传热进行了三维数值计算,并与弓形折流板换热器相比较。数值计算结果表明:螺旋扭曲扁管换热器壳程的传热系数随雷诺数的增大而增大,随螺旋扭曲扁管的S/de值增大而减小;壳程压力降随雷诺数的增大而增大,随螺旋扭曲扁管的S/de值的增大而减小;螺旋扭曲扁管换热器壳程整体性能指标α/ΔP较高,强化传热效果较好。     

管壳式换热器壳侧传热与阻力性能的实验研究与预测

设计并建立了换热器传热与阻力的综合性能实验台,对1种弓形折流板换热器和2种连续螺旋折流板换热器壳侧的传热及阻力性能进行了实验研究,实验介质管侧为水,壳侧为油;同时基于壳侧传热实验数据;应用遗传算法预测了换热器的总换热量。实验结果表明:在相同的壳侧流量下,螺旋折流板换热器的阻力要高于弓型折流板换热器,正进正出螺旋折流板换热器的阻力高于侧进侧出螺旋折流板换热器;螺旋折流板换热器的换热系数高于弓型折流板换热器,侧进侧出螺旋折流板换热器高于正进正出螺旋折流板换热器,而且流量越大这种优势越明显。预测结果表明通过遗传算法得到的传热关联式所得的换热量比采用线性回归所得的更加接近实验数据,表明遗传算法可应用于工程中换热设备性能的预测。     

管壳式换热器壳侧强化传热技术的研究与进展

指出了传统的弓形折流板管壳式换热器存在的问题,对纵向流、螺旋流及射流换热器中各种强化传热技术的结构特点、强化传热机理、适用场合及其研究现状进行了详细的分析与总结,并提出了管壳式换热器壳侧强化传热技术的发展方向。     

搭接量对螺旋折流板换热器壳程性能的影响

对螺旋折流板换热器进行数值模拟,研究相同螺旋角时搭接量对壳程对流传热充分发展段流动与传热性能的影响。结果表明,随搭接量的增大,同流量下壳程传热系数与压降均增大,而同压降下的传热系数降低。连续搭接时,轴向速度沿壳体径向逐渐降低;交错搭接后,轴向速度在搭接点前后变化趋势不同,分布均匀性变差。三角区漏流的切向速度方向与主流相反,强化了中心区域传热;而搭接区漏流的切向速度方向与主流相同,会增大螺旋旁流,不利于传热。搭接量越大,换热管表面换热量沿径向的不均匀性越强。     

钛管折流杆换热器的设计与制造

钛材具有优异的力学性能,密度小,耐腐蚀性能较好。在较高流速的海水中,钛管的耐冲刷性能尤为突出。电站中大容量水-水换热器采用的钛管壁厚较薄,钛管可能因振动而破损,为避免钛管在运行中出现的振动问题,设计了折流杆式换热器,这种换热器的特点是壳程内不设置折流板,利用折流杆组成的折流圈代替折流板,实现对换热管的支撑,将折流板换热器的横掠管束改成折流杆换热器的纵掠管束,可防止壳侧流体对换热管的诱导振动,同时提高了换热效率,降低了壳程阻力。     

具有新型支撑结构换热器的工作特性与分析

在具有新型支撑结构的纵流壳程换热器内,布置有多个导流头支撑结构,使壳侧的换热介质形成周期性的引射流,可提高壳侧的传热系数。通过数值模拟,分析了换热单元内部流场及温度场的分布情况。依据不同锥角的导流头,分别计算了换热器的传热系数和压降。计算结果表明,当锥角取值在特定范围内时,可增强局部区域的换热效率,但增大了换热器的压降。所以,在兼顾换热效率的同时,应将压降维持在较低值。     

多头螺旋套管换热器壳程的强化换热数值分析

本文以螺旋套管换热器壳程的强化换热为研究对象,采用Proe建立三维物理模型,导入ICEM做网格划分前处理,运用Fluent软件对各种内管为绕旋螺纹强化管和内管为光滑管的壳程螺旋通道内流体物理模型进行传热和流动的数值模拟,并验证了所用数值模型和计算方法的可靠性。分析比较了内管上无螺纹和螺纹头数对壳程流体换热的影响,并给出其温度场与速度场分布,沿程Nusselt数与摩擦因子的变化特性。结果表明:多头螺纹绕旋内管的壳程强化传热综合性能评价因子η都大于1,有力论证了内管加设绕旋螺纹结构可有效强化壳程的换热性能。     

交错搭接螺旋折流板换热器壳程流动与传热的场协同分析

采用数值模拟方法研究了同螺距下折流板搭接量对壳程流动传热的影响。结果表明,随搭接量增大,同流量下壳程换热系数和压降均降低;三角区漏流减轻局部阻力减小,同时边缘三角区漏流加强了壳体附近区域流体的轴向和旋转流动;中心换热管的换热量急剧下降,靠近壳体换热管的变化不大。场协同分析表明,三角区漏流促进换热而边缘三角区漏流削弱换热;随搭接量的增大壳程速度场与热流场的整体协同性得到改善。     

干式蒸发器中螺旋折流板的应用研究

制造了采用螺旋折流板干式蒸发器研究样件,通过采用研究样件与普通弓形折流板干式蒸发器在同一试验条件下进行对比,分析其传热规律和壳程水流压降变化情况,建立两种类型折流板水流特性对比平台。     

管壳式换热器壳侧流动与传热的实验研究

对不同壳程结构的管壳式热交换器壳侧流动的流型、流阻及其传热特性进行了系统的实验研究。实验表明 ,直挡流板的壳侧流道由于存在滞留区 ,流阻高且不利于换热 ,螺旋板的壳侧流道的Nu比直挡流板高 4 9.4 % ,而具有螺旋板和多孔介质组合的壳侧流道的对流换热系数比直挡流板高 79.5%。同时得到了最佳螺旋角为 4 0°,多孔介质的最佳孔隙率为 0 .985。图 9参 6     

椭圆铝翅钢管空冷器的传热及流阻性能研究

对轧片式椭圆铝翅钢管用作换热器的传热及流阻特性进行了测试 ,并用威尔逊图解法分离出换热器两侧的换热系数。结果表明 ,椭圆铝翅钢管具有良好的传热和流阻性能 ,以及足够的结构强度 ,可用于空冷发电机组的空气冷却器及大中型变压器。     

铝翅钢管空冷器的传热及流阻性能研究

对轧片式椭圆铝翅钢管用作换热器的传热及流阻特性进行了测试，并用威尔逊图解法分离出换热器两侧的换热系数。结果表明，椭圆铝翅钢管具有良好的传热和流阻性能，以及足够的结构强度，可用于空冷发电机组的空气冷却器及大中型变压器。     

熔盐换热器流动传热性能实验系统

熔盐换热器是熔盐传热系统关键设备,其性能优劣影响到系统的安全性与经济性,因此搭建了熔盐换热器性能实验系统。详细介绍了系统的结构及实验原理,并分析实验系统的不确定度,指出了提高熔盐出进口温差是减小系统不确定度的有效方法。对一台管壳式试件进行了熔盐与氦气的传热实验。利用修正的威尔逊法分离了熔盐管程(4800Re12000,9.8Pr18.9)以及氦气壳程(1000Re2000,Pr=0.67)的流动传热实验数据,并与文献结果进行了对比,实验结果与文献吻合良好,验证了系统的可靠性。热阻分析结果表明,熔盐热阻约为管壁热阻的4~5倍,气体热阻约为管壁热阻的46~70倍,气体传热热阻是制约熔盐—气体换热器性能的最主要因素。     

螺旋折流板换热器热力设计方法及其实验校核

提出了用于螺旋折流板换热器壳侧阻力及换热性能预测的关联式,即通过一系列修正因子对流体掠过理想管束的阻力及换热关联式进行修正后获得具体换热器的阻力及换热性能参数,并基于Bell-Delaware方法,总结了用于螺旋折流板换热器的热力设计方法,该方法可用于螺旋折流板换热器的设计和校核。同时,选用一台螺旋折流板油冷器实际产品进行了实验测试,获得了其壳侧压降和总传热系数,并将测试获得的壳侧压降和总传热系数用于热力设计方法的校核,通过对比发现,所提出的热力设计方法可以基本满足工业设计的初步设计要求。     

高压多组分合成气冷却器的数值模拟

合成气换热器是整体煤气化联合循环（integratedgasification combined cycle,IGCC）系统的重要组成部分,装有煤气冷却器的气化炉可对合成气的物理显热进行回收利用,提高IGCC系统效率。该文利用多孔介质模型对燃气冷却器中水与高压合成气之间的换热进行了模拟研究,将孔隙率、分布阻力、分布热源通过用户自定义函数耦合进FLUENT进行计算。并对比了不同的折流板布置方式对换热的影响。结果显示多孔介质模型可以很好地模拟燃气冷却器壳程流体的流动和换热;适当减少折流板数目可以有效降低壳程流体的压力降,并且对换热的影响不大。     

提高热管换热器性能的新途径

一、引言热管换热器在现有换热器序列的各项技术指标的评定中名列榜首,因而在世界工业发达国家和我国工业发展地区都已得到广泛运用。但是,目前普遍使用的圆热管换热器在设计和运行中还存在一些有待改进的地方。例如,作为换热器的主要性能指标是它的传热性能和流阻损失,而这两项指准是相互制约的,运行中允许的流阻损失往往使圆热管换热器传热性能     

运用折流杆技术改造电站换热器的试验研究

俄制300MW发电机组折流板结构闭冷器换热管在运行中短期内出现断裂泄漏,通过对泄漏原因的分析和研究,决定采用新型折流杆技术对换热器进行改造。试验表明折流杆换热器具有传热性能好、防振性能强、不易结垢和管程流动阻力小等优点,是高效、节能和耐用的新型换热器设备。     

循环流化床外置式换热器结构与布置特性的探讨

论述了循环流化床锅炉外置式换热器的特性,通过对当今循环流化床锅炉大型化进程中外置式换热器的分类介绍,总结了各个种类外置式换热器的结构特点。介绍了循环流化床锅炉外置式换热器流动及传热的研究现状及成果,提出了外置式换热器流动和传热研究过程中需要注意的几个问题。     

螺旋肋片管技术的应用

对换热器进行传热强化是当今世界能源研究的一个重要课题。传热的强化可缩小换热器的体积,节省钢材;或提高现有换热器的热功率,并降低换热器的能耗;也可以在容量和体积保持不变的条件下,降低换热器的传热温压,提高换热器和热力循环的效率及能源利用率。 肋片管省煤器由于大幅度扩展了受热面,使传热强化,所以在占据与光管省煤器相同空间时,可采用较低的烟气流速,而使