连续型螺旋折流板式换热器的制造

连续型螺旋隔板是强化管壳式换热器传热的一种有效的壳程支撑结构型式。流体在换热器壳程以螺旋流的方式冲刷传热管束,具有良好的传热与流阻性能。非连续型螺旋折流板换热器技术是国内外比较成熟的技术,在石化行业中已经有一些应用。连续型螺旋折流板换热器有着比非连续型螺旋折流板换热器更好的传热性能。其应用有更好的前景,将在石化行业发挥更大的作用。     

两种不同管束的螺旋折流板换热器的性能对比

以柴油为工质，在雷诺数范围为3280－12680内用两种不同管束的螺旋折反换热器进行对比试验，研究得到了两种换热器的壳侧传热膜系数和流动阻力系数随雷诺数变化的关系曲线，并建立了换热器的壳侧传热膜系数和流阻系数的近似数学模型，研究结果表明，在该试验条件下，菱形翅片管螺旋折流板换热器的壳侧传热膜系数比光滑管螺旋折流板换热器高54％－108％，具有较好的强化传热效果，而壳侧流动阻力系数则比光滑管螺旋折流板换热器低30％－5％，菱形翅片管螺旋折流板换热器具有较好的传热与流阻特性，用于石油，化工等领域具有广阔的前景。     

折流杆换热器数值模拟及性能分析

在PHOENICS-3．5．1程序的基础上,引入多孔介质模型,用体积多孔度、表面渗透度和各向异性的分布阻力来处理换热器内的管束。用分布热源考虑管侧流体对壳侧流体的影响,通过编写相应的程序,采用数值模拟的方式求出了折流杆换热器壳程压降和传热系数。与实验结果比较表明,壳侧压降的绝对偏差在59／6以内,传热系数的绝对偏差在8％以内,能够满足工程设计要求。在此基础上,分析了折流栅的有效流通面积和间距对折流杆换热器综合性能的影响,并将这2个参数引入到准数方程式中,得到了折流杆换热器的准数方程式,为获得折流杆换热器的整体性能提供了一种低成本的研究方法。     

扁管管束结构优化实验研究

对 4种不同结构的扁管管束与圆管管束作了传热与流阻性能对比实验研究 ,得到了综合性能最佳的扁管管束结构形式。结果表明 ,在进口体积流量相同的条件下 ,相对于设有折流板圆管管束换热器 ,综合性能最佳的扁管换热器管程传热系数提高约 5 0 % ,传热与流阻综合性能指标提高约 2 0 % ;壳程传热系数提高 6 8%～ 10 0 % ,压降降低 70 %～ 12 0 % ,传热与流阻综合性能指标提高至少 2 0 0 %。     

内导流筒折流杆浮头式换热器冷凝效果研究

对内导流筒折流杆浮头式换热器中不同结构管束的冷凝传热试验研究表明 ,在适宜的气速下 ,折流杆换热器比折流板换热器壳程传热系数提高 1倍以上 ,压降降低 5 0 %左右 ,综合性能指标αo/Δps 提高 2倍以上 ,且气速愈高冷凝效果愈好 ,说明将GB 15 1所规定的内导流筒浮头式换热器的折流板管束改为折流杆管束是行之有效的。     

菱形折流杆换热器传热研究

针对圆杆折流杆结构换热器只有在较高壳程流速时才能达到较高传热效率,以及目前缺乏折流杆换热器壳程支撑结构场协同关系定量计算关系式的情况,开展了新型菱形折流杆换热器的传热研究。运用实验方法获得换热器壳程传热关联式,验证了新结构良好的传热效率;利用CFD软件直观地得到了换热器壳程流场和温度场分布。通过对壳程能量方程的无因次变换,得到了壳程速度场和温度梯度场的场协同角的定量关联式,证实了新结构具有更好的场协同关系。     

轴流式双壳程缩放管管壳式换热器的工业试验

对栅形网板支承的双面强化传热缩放管束在轴流式双壳程结构管壳式换热器中的液－液传热强化及流阻性能做了工业试验,流体介质为三甲苯工作流及水,试验结果表明,与传统单弓形折流隔板支承光滑传热管的管壳式换热器相比,总传热系数提高63％,壳程压降可减少18％。     

单弓形折流板开孔试验研究

对开孔和未开孔的单弓形折流板管束进行了传热与流阻性能对比试验。结果表明 ,弓形折流板合理开孔 ,有利于提高壳程传热效率和减小压降 ,壳程传热与流阻综合性能指标α Δp可提高5 0 %～ 6 4%。     

厚壁波纹管换热器传热与阻力性能研究

论述了波纹管弓形板换热器、波纹管折流杆换热器和双壳程波纹管折流杆换热器的传热与阻力性能研究和工业应用结果,介绍了主要的管内外传热与阻力计算关联式和误差范围。     

不同螺旋角螺旋折流板换热器壳程传热性能

对螺旋角为18°、25°和30°的螺旋折流板换热器壳程传热性能进行了测定与研究,同时对螺旋角为18°、25°和30°的螺旋折流板换热器与传统的弓形折流板换热器壳程传热性能进行了比较。实验结果表明,螺旋角为30°的螺旋折流板换热器的传热效率最高,螺旋折流板换热器的壳程传热效率都比传统的弓形折流板换热器壳程传热效率高。     

螺旋折流板管壳式换热器壳程传热强化研究

对螺旋折流板换热器和传统的弓形折流板换热器进行了壳程传热性能和壳程的压力降的对比试验研究,测试了不同螺旋角的螺旋折流板换热器的壳程传热性能和壳程压力降,结果表明螺旋折流板换热器的螺旋流动强化了传热,且其壳程压力降比弓形折流板换热器小.     

螺旋肋片自支撑换热器壳程性能数值分析

为了分析螺旋肋片强化换热器壳程传热机理，用FLUENT软件分别建立了套管换热器和管束换热器的三维模型，模拟得到了壳程的传热和压降性能。数值结果表明，螺旋肋片强化传热的主要机理是螺旋肋片引起的螺旋流动使流体流速提高并产生二次流，减薄了速度边界层，促进了主流流体和边界层流体的掺混；换热管之间螺旋流动的相互影响进一步提高了换热器的传热系数；螺旋肋片的螺旋角和流体雷诺数对壳程努塞尔数和压降产生显著影响，应将螺旋角和雷诺数限制在一定的范围内。数值模拟结果与试验数据吻合较好。     

斜针翅管套管换热器壳程传热与压降的数值模拟

以水-柴油换热为对象,对直针翅管和斜针翅管套管换热器的壳程传热与压降性能进行了实验研究与数值模拟。采用Fluent软件模拟了柴油在直针翅管和斜针翅管套管换热器壳程层流流动时的流场、温度场以及传热与压降性能。结果表明,在相同流动条件下,直针翅管与光管套管换热器的总传热系数K的比值模拟值与实验值吻合较好。同时分析了斜针翅管纵向流流动特性,压降低于直针翅管换热器,强化传热为光管的1.5～2倍,并设计应用于炼油换热器中。     

结构和操作参数对螺旋折流板换热器性能影响

运用CFD数值模拟的方法对比了操作参数相同时弓形折流板换热器和螺旋折流板换热器工作性能特点 ,研究了螺旋折流板换热器壳程压力损失和螺旋角的关系。结果表明 ,螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器壳程压力损失随流量的增大而增加 ,二者之间的差距呈上升趋势。同时 ,随着螺旋角的增大 ,螺旋折流板换热器的壳程压力损失呈下降趋势。     

煤油加氢反应产物换热器结垢分析

针对某煤油加氢装置反应产物与原料换热器出现结垢现象,对3台换热器E-101A/B/C结垢现象、结垢位置、结垢程度进行了计算分析.结果表明：E-101A/B/C总换热系数不断降低,由193.70 W/（m2·K）下降至127.79 W/（m2·K）,降幅达34.0％,严重影响换热器的换热效果.根据管侧压力降从0.18 MPa升至0.25 MPa,增幅达38.9％,而壳侧压力降基本稳定,且E-101A管程垢阻达314×10-5（m2·K）/W,明显高于E-101B/C管程垢阻,判断换热器结垢位置为E-101A管程.装置停工检修中发现：E-101A管程出口出现大量铵盐结块,且在清洗中部分管束堵塞;E-101B/C管程及3台换热器的壳程未见显著结垢.换热器拆检结果验证了前期计算结果的准确性.结合计算分析及实际结垢情况提出改进建议.     

换热器板管间隙对流动与传热的影响研究

折流板换热器中,由板壳间隙引起的漏流和由板管间隙引起的漏流均不利于壳程侧的传热。为此,通过数值模拟,以GB151—1999推荐尺寸为基准,对管壳式折流板换热器壳程内板管间隙对压降、传热系数以及综合性能的影响进行了研究与分析。计算中采用标准κ-ε方程,SIMPLE算法,压力方程为标准格式。分析结果表明,当换热器壳程流体流量较小,板管间隙在小于等于国家一级管束基准间隙时,可以取得较好的传热效果,但较小的间隙使得压降增大,综合性能指标较差;当换热器壳程流体流量较大时,可以在充分考虑制造安装精度的前提下,适当减小板管间隙,以取得较好的传热效果。     

新型蜂窝紧凑螺旋板换热器及其性能研究

介绍一种新型高效换热器——蜂窝紧凑螺旋板换热器的结构及试验研究情况。试验结果表明,该换热器的总传热系数能达到普通螺旋板式换热器的1.5倍以上,同时总压力降仅增加20%左右,单位压力降的传热系数平均提高了10～20 W/(m~2·℃·kPa),从理论上证明了此新型换热器性能的优越性。     

油介质作用下旋流管式换热器强化传热试验

以单相机油为介质 ,固定水的流速及两侧的进口温度不变 ,通过改变机油的流速来测定不同工况时油的出口温度的方法对光滑管、W形及勺形旋流管式三种换热器的传热及流动阻力性能的影响进行了试验研究 ,得到换热器的传热准则关联式和压降随流速变化的流阻关联式 ,为以油为加热和冷却介质的换热器的设计及改造提供了理论依据。由试验结果知 ,W形及勺形旋流管式换热器的传热性能明显优于光滑管式换热器 ,低流速时又以W形旋流管式换热器为最优。如果以油为工作介质 ,宜采用W形旋流管式换热器。旋流管式换热器是高效换热和节能的新技术产品 ,可广泛用于石油化工、动力、车辆等工业生产领域。     

螺旋折流板换热器对流传热特点分析

利用计算流体力学(CFD)软件对8°折流板倾角的螺旋折流板换热器进行了壳程对流传热的数值模拟,通过与传热研究公司的HTRI软件计算结果的对比验证发现相关结果具有一致性。基于数值模拟结果,发现壳程流动呈现距壳体轴心越远流速越低,且换热效果越差的特点。借鉴"流路分析"的基本思想对上述问题进行了初步探讨,认为这是由于壳程主体螺旋流使得流经外侧管束的流体经过更多换热管管排,流经外侧管束的流体必须降低速度以维持其相同的进出口压力降,故外侧管束换热较差。这可能是较大壳体直径的螺旋折流板换热器表现不佳,故其在工程上使用较少的原因。同时发现经过一个螺旋周期后流场具有周期相似性,而这可以作为利用周期性边界条件对螺旋折流板换热器进行简化计算的依据。     

斜针翅管强化换热器的研究

介绍斜针翅换热器针翅温度场、传热系数和压降的计算方法,并根据理论研究与试验数据得出形式简单、使用方便的半经验计算公式。对斜针翅管与光管、螺纹管进行了设计方案比较,结果认为在管外介质为高粘度流体时,使用斜针翅换热器强化传热效果较好,不仅可减少设备投资,还可降低操作费用。