混合碳氢制冷剂在螺旋折流板管壳式冷凝器壳侧冷凝特性的实验研究

螺旋折流板管壳式冷凝器在液化天然气工厂中应用广泛,了解乙烷/丙烷混合制冷剂在管壳式冷凝器壳侧的冷凝换热特性有助于优化换热器设计。本文对乙烷/丙烷混合制冷剂在螺旋折流板管壳式换热器壳侧的冷凝换热特性进行了实验研究。实验结果表明:壳侧换热系数随干度增加先增大后减小,在0.8~0.9附近达到峰值;换热系数随热流密度的增加而增大。新开发的换热关联式对乙烷/丙烷混合制冷剂在螺旋折流板管壳式冷凝器流动冷凝换热系数预测偏差在25%以内。     

扇叶型折流板换热器壳程性能及传热机理的数值模拟

利用数值模拟方法比较分析了扇叶型折流板换热器及螺旋折流板换热器流动传热性能及传热机理。结果表明:两种换热器壳程流动状态相近,流体倾斜于管束流动;扇叶型折流板换热器壳程传热系数和压降大于螺旋折流板换热器;雷诺数2 500—5 500时扇叶型折流板换热器综合性能低于螺旋折流板换热器,当雷诺数大于6 500时扇叶型折流板换热器综合性能略高于螺旋折流板换热器;扇叶型折流板换热器内壳程流体要比螺旋折流板换热器中的壳程流体更早的进入充分发展阶段,导致扇叶型折流板换热性能较高;扇叶型折流板换热器壳程流体流场和温度场协同性优于螺旋折流板换热器,因此前者具有更好的对流传热性能。     

换热器壳程结构的实验研究及节能分析

为对管壳式换热器不同壳程结构进行实验研究,设计建造了普通单弓形折流板圆管换热器和无折流板的椭圆扭曲管换热器实验台。通过测试换热器管壳两侧的传热系数、压降和换热量等参数,对比分析了两种不同壳程结构的换热器在相同尺寸下、相同工况的传热性能。实验结果表明椭圆扭曲管管侧的表面传热系数比普通圆管和折流板换热器均有大幅度提高,随雷诺数的增大,管内表面传热系数约为普通圆管的1.27～1.43倍,管外壳程表面传热系数约为普通圆管的1.36～1.76倍,能够有效提高换热效率。另外与传统的单弓形折流板换热器相比,壳程压降显著减小,约为折流板换热器的30～35%。椭圆扭曲管换热器既强化了管内传热,又减小了壳程压降,是一种非常有效的提高换热效率的手段。综合比较管壳侧的传热效率,发现在低雷诺数工况椭圆扭曲管换热器的节能效果更好。     

套管双壳程对螺旋折流板换热器传热和阻力特性的影响

利用数值模拟法,通过改变套管双壳程内壳直径探究螺旋折流板换热器传热和阻力特性,获得其(壳侧外直径为250 mm系列的换热器)局部压力、温度及流场分布,同时分析不同内壳程管径对螺旋折流板换热器性能的影响。结果表明:合理的管径设置可以让换热器壳侧总压降最大降低比率达53.2%～55.4%,壳侧传热系数最大提升至4.32%～10.7%,内壳直径为108 mm时换热器的综合性能最好;内壳直径低于某一值(约95 mm)时,壳侧压降增长剧烈,而高于该值时,随着管径的增大,压降波动相对平缓,管径过大或过小均会弱化换热能力;套管双壳程结构虽然能有效改善螺旋折流板换热器性能,但是其管径的设置会舍弃掉部分换热管束,换热管束数量牺牲过多时,限制了换热能力的上限,即最优的管径布置也弥补不了它的换热缺陷。     

带螺旋折流板的中空换热器振动和传热特性分析

为改进换热器内螺旋传热元件的振动均匀性及提高换热器的综合传热性能，提出一种带有螺旋折流板(hollow helical baffle, HHB)的中空换热器，采用双向流固耦合计算方法，研究了入口流速及折流板安装位置对换热器振动及传热特性的影响。结果表明：带螺旋折流板的中空换热器可有效均衡振动特性，提高传热特性；增加入口流速，传热元件振动幅值和换热系数增大；折流板安装在换热器上部时，平均振动幅值最大，平均传热系数最小，传热均匀性最好；带螺旋折流板中空换热器的PEC(performance evaluation criteria)值大于1,实现了强化传热的效果，折流板安装在换热器的下部、上部、左部和右部时换热器的PEC值比传统螺旋弹性管束换热器的PEC值分别提高了2.04%,7.87%,1.32%和0.03%,折流板安装在上部时PEC值最大，综合传热性能最好。     

氨冰机折流杆冷凝器的传热强化研究

本文提出了卧式折流杆螺旋槽管冷凝器的理论和实验研究。通过表面张力控制冷凝模型,导出壳程传热系数计算方程式,同时也建立了亮侧两相流压降计算模型。理论研宄与实验和通过冰机氨冷凝器的工业试验结果明:折流杆冷凝器和传统冷凝器相比,其传热系数提高了0.65～1倍,壳程压降减少了3/4。     

聚合物螺旋盘管换热器的流阻与传热特性试验研究

通过搭建适用于聚合物螺旋盘管在滞留型水体中传热特性研究的试验装置,对管内流阻以及管内和管外对流换热特性进行测试,并与现有主要基于金属材料盘管换热器所获试验关联式的计算结果进行比较,推荐可应用于地表水地源热泵系统聚合物螺旋盘管换热器流阻和传热特性估算的试验关联式,为闭式地表水地源热泵聚合物螺旋盘管的工程设计提供参考。     

折流板对锥形螺旋管束壳程传热性能的影响

以锥形螺旋弹性管束(conical spiral elastic tube bundle, CSETB)换热器为研究对象，通过在换热器内增设脉动/引流折流板，以期获得具有更高传热性能的弹性管束换热设备。通过采用双向流固耦合计算方法，研究了不同壳程入口流速和不同结构方案下CSETB换热器的振动强化传热性能。研究表明，CSETB的振幅随流速的增加而增加，仅增设脉动折流板可使CSETB表现为相对大幅高频振动，同时增设脉动、引流折流板可使CSETB表现为相对大幅低频振动。增设折流板可使流体流动的规律性和温度场分布的层次性增强，且能使换热器的壳程传热能力获得大幅提高。振动能够实现强化传热，这种强化传热的程度在高流速时更明显，且增设折流板能明显提高CSETB的振动强化传热性能。此外，引流折流板的存在使换热器的综合传热性能降低。     

平直翅型油冷却器传热与流阻性能的实验研究

管壳式换热器以其对压力、温度、介质的适应性、耐用性及经济性,在润滑油冷却系统中广泛使用。增加管壳式换热器油侧的换热系数和换热面积是提高油冷却器性能关键因素。为了提高油冷却器的传热性能,本文采取在管外加平直翅片(以下简称PS)方式来增加油侧的换热面积。对不同PS系列的油冷却器总换热量Q、壳侧油压降ΔP_o、总传热系数K_n、综合性能K_n/ΔP_o和Q_s/ΔP_o随油流量的变化进行了实验研究,采用多元线形回归方法得出油侧传热Nu_o和摩阻系数f_o的实验关联式,其结果为设计和选择该类型的油冷却器提供了理论指导和实验支持。     

LNG绕管式换热器壳侧单相传热模型的优化

天然气液化工艺中绕管式换热器的壳侧热力计算是当前亟待解决的问题之一,针对低温工况下壳侧传热模型的研究尚不多见,需要选取出适用的传热模型准确计算传热系数,为天然气液化工艺中绕管式换热器的设计选型和热力校核提供依据。本文比较分析了现有壳侧单相传热模型的优缺点,结合绕管式换热器壳侧低温实验数据,筛选出了适用于天然气液化预冷段的壳侧传热模型,并进行了优化。结果表明:对于天然气液化预冷段的壳侧传热系数计算,Abadzic传热模型计算精度最高、偏差范围最小、适用性最佳;Abadzic传热模型粘度修正后计算精度提高约50%,天然气液化预冷段的粘度修正系数可估算为1.05。     

绕管换热器壳侧气相流动实验与数值模拟

搭建了绕管换热器壳侧流动实验平台,并对一个竖直布置的4层绕管式换热器进行了壳侧空气流动实验。与关联式进行对比,包含换热器结构参数的Messa压降关联式,平均绝对偏差12.82%。同时,针对绕管式换热器壳侧几何结构的周期性,利用周期性边界条件,简化了绕管换热器壳侧的几何模型。并应用简化后的三维微元结构对绕管壳侧的传热和压降特性进行了数值模拟。模拟结果与实验较为吻合,压降的平均绝对偏差为16.81%。     

折流杆螺旋槽管卧式kettle重沸器沸腾换热的强化研究

一、前言 折流杆换热器在单相换热中,因其有良好的防止流体诱导振动破坏作用和较高的传热及低的压降性能,在生产领域已得到了广泛的应用。在国内,华南理工大学化机系对折流杆换热器的抗振性和传热性能进行了一系列的研究工作,研究成果已广泛应用于化肥及石油化工生产中。 折流杆应用于有相变换热过程中,只要壳侧介质为轴向流动,那么折流杆对单相换热的强化机理同样适用于有相变换热过程中。而且,冷凝过程中汽相凝结,容积急剧减小;沸腾     

基于Matlab的管壳式换热器分段计算研究

以折流板结构为基础将管壳式换热器分成一定的计算单元,通过对每个分段单元的研究,从流体物性沿壳体方向变化方面来对管壳式换热器进行整体的工艺设计及计算。并且基于微分法,提出了一种较为准确预测出管壳式换热器管、壳侧壁温分布的方法。通过工程案例分析,并将壁温计算结果与HTRI进行对比得出,管、壳程各单元的壁温平均误差分别1.76%和0.94%,该结果也验证了壁温计算方法的可行性。对于传热系数与压降,与 HTRI 对比得出：变物性计算较定物性在精度有一定的提高。同时通过借助Matlab计算机软件编制了一套用于管壳式换热器分段计算及优化设计程序,实现了换热器的精确优化设计的同时也提高了计算效率,变物性的研究理论为高效低能耗换热器的设计提供了思路和方法,具有一定的工程应用价值。     

全错流式换热器应用开发试验研究<传热部分>

本文扼要介绍全错流换热器的传热与流体力学和防流振模拟试验结果。并与为国外共同誉为三种传热与流体力学以及防振性能最好之一的弓形缺口区不布管的高效换热器作比较,其流体阻力十分小,单位阻力降的壳程给热系数(综合性能)比弓形缺口区不布管的换热器要小很多,适用于蒸气冷凝,低压或真空状态下的气体加热或冷却。结构也能满足防振性能的需要和要求,是一种有发展前途的结构。错流换热器,折流杆换热器与弓形缺口区不布管换热器在石油化工,电力以及制冷装置中某些场合,是具有广阔的前景的,国外誉为三大新型高效热换器。     

“折流杆气—气高效换热器”试制成功

我国第一台“折流杆气——气高效换热器”最近于广西桂林化机厂试制成功,结构十分新颍。折流杆换热器(列管式换热器)是把传统的折流板换热器中的折流板改成杆式折流支承结构,它可以既达到强化管外传热,又可以起到防止流体振动作用。由于其壳程流体流向由折流式改变为流体经支承杆网格造成局部湍动的平行流方式流动,因而起到了下列四方面的作用:     

基于不同截面形状的螺旋弹性管束换热器传热特性分析EI北大核心CSCD

为探究截面形状对螺旋弹性管束(spiral elastic tube bundle,SETB)换热器传热性能的影响,基于四种截面形状(四边形、六边形、椭圆形和圆形),采用双向流固耦合计算方法,对单层四螺旋弹性管束在不同入口速度条件下的振动和传热特性进行了研究。结果表明:不同截面形状的螺旋弹性管束在换热器内不同安装位置的振动响应有明显的不同。截面为椭圆形的螺旋弹性管束在振动和不振动条件下的传热系数最高,管束圆周上的局部传热系数最大,说明管束截面形状为椭圆时的传热性能最佳。振动能够实现强化传热,但振动剧烈的螺旋弹性管束其传热性能并不一定最佳,在进行螺旋弹性管束换热器设计时,并不是要一味追求高强度的振动,还要综合考虑螺旋弹性管束的安装位置和截面形状。     

正弦波纹翅片表冷器的传热及阻力特性实验研究

波纹式翅片具有良好的传热和阻力性能，应用于中央空调两器和末端设备中。以正弦波纹翅片换热器作为中央空调表面式冷却器进行了多种干、湿工况条件下的传热和阻力特性实验。对实验结果进行了分析处理，得出了正弦波纹翅片换热器的总传热系数关联式以及阻力特性的经验公式。实验结果对于中央空调两器和末端的设计具有重要的指导作用。     

干盘管用平行流换热器翅片参数对空气侧换热系数及压降的影响

为了使平行流换热器在干盘管中得到推广应用,本文根据传热及压降关联式,采用数值模拟计算的方法,研究了干盘管用平行流换热器翅片参数对其空气侧换热性能及压降的影响,为干盘管用平行流换热器的设计提供参考依据。     

深冷文献消息(国内部分)

<正>93101 刺孔膜片式高效管壳换热器的壳方特性研究周理 安福等《化工学报》1992 №5 599~607对强化壳方传热的新技术──刺孔膜片式管束做了实验考核,与传统的弓形折流板管束相比,壳方总压降减小了45%,管束压降减小约84%。而在Re=104时壳方传热系数却提高了14%,比相同条件下缩放管(Ⅱ)型管束高25%,比折流杆管束高88．6%。93102 CO2＋Ar气体保护焊双面成形焊接在集装箱制造中的应用谢品月《焊接技术》 1992 №5 2-593103 水力旋流器固液两相流测试研究戴光清等《流体工程》1992 №10 1~6     

LNG装置用板翅式换热器的设计

介绍采用混合冷剂流程的天然气液化装置用板翅式换热器的特点,分析其具有的工况变化、传热通道排列复杂、两相流均布以及大截面换热器的翅片选择和钎焊等设计难点,并提出了解决方案。