套管式折流杆管束换热器壳侧传热与流阻性能

针对普通套管式换热器的不足 ,设计了套管式折流杆管束换热器壳程内部结构。对不同内部支承结构与管束组合的套管式管束换热器壳侧进行了传热与流阻性能实验研究 ,得到了 3种换热器壳侧对流传热系数及压降随流量变化的关系曲线。实验结果表明 ,套管式折流杆螺旋槽管束换热器壳侧具有较好的传热与流阻性能。     

准椭圆截面折流杆式换热器及管束制造工艺

折流杆式换热器自1970年问世以来,经30多年的研究开发和工程实际应用,被认为是有前途的高效换热设备。良好的抗震性能和低的壳程阻力和高的换热效率是其显著特点。由于其管束组装难度相对较大,折流杆式及管子的外径偏差要求较严,致使制造成本较高,且因制造误差使折流杆式换热器的抗震性和换热效率降低,从而阻碍了推广应用。该文提出的准椭圆截面折流杆及管束组装工艺可有效地弥补上述不足,以促进折流杆式换热器在我国的广泛应用。     

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。     

螺旋折流板换热器管束及管板的结构设计

文中介绍了螺旋折流板的几何形状及螺旋折流板换热器管束的结构型式,并据此说明了螺旋折流板换热器管束的设计方法.通过图示证明螺旋折流板的曲线边是一条椭圆曲线,给出螺旋折流板几何尺寸的计算方法.     

适合于正三角形排列布管的螺旋折流板换热器

螺旋折流板换热器中流体以螺旋运动方式冲刷管束,克服了弓形折流板换热器中蛇形流动存在的局部压力损失、流动死角以及弓形缺口处部分管束支撑跨距过大易产生共振而造成振动破坏等缺点.针对绝大多数管壳式换热器都是正三角形排列布管的特点,在1/4椭圆-扇形螺旋折流板基础上改进设计出三分椭圆螺旋折流板.三分椭圆螺旋折流板可按特定布管方式的自然间隔来分块,也可以采用1/3分区布管.此方案可以应用于几乎所有目前采用弓形折流板的正三角形排列布管的换热器场合,且管孔的定位划线和制造加工工艺容易实现.     

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。     

折流杆换热器的制造和应用

论述了折流杆换热器的基本结构特点、传热机理、制造要点和要求以及应用前景，折流杆换热器是一种新型的高效管壳式换热器，折流杆、外导流结构不仅有较好的换热性能，能有效地提高传热系数，而且能有效地防止流体诱导的振动破坏，降低壳程阻力降，同时又节省钢材和资金，是一种很有发展前途的换热器。     

折流杆式双管板换热器的制造

根据双管板换热器的特殊结构(双管板+折流杆支撑板),介绍了此台换热器在制造过程中存在的工艺难点,确定影响双管板胀接强度和致密性的关键因素,利用胀接试件验证方案的可行性,进一步确定胀接参数,为管板的胀接打下基础。本台换热器为折流杆形式与一般换热器折流板形式不同,通过合理的工艺安排,克服了制造中存在的困难。     

螺纹管折流杆重沸器流体力学性能与沸腾传热试验研究

介绍了折流杆流动沸腾和流动冷凝的两相流理论分析以及螺纹管折流杆强化传热试验 ,并与池沸腾、光管折流杆管束沸腾传热进行了对比试验 ,其强化传热倍数最高可达 2 3倍     

梯式折流板换热器构想

梯式折流板是模仿双分流楼梯的结构设计而成,其内流体如上下楼梯依次通过斜面段和转弯的弓形平面段进入另一层斜面,从换热器的一端流至另一端.流体是在倾斜和旋转两种运动下冲刷管束,克服了弓形折流板换热器中存在流动死角等缺点,且比螺旋折流板的制造工艺简单.     

折流杆换热器壳程流场和温度场的数值模拟及场协同分析

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,对折流杆换热器的壳程流场和温度场进行了数值模拟,并对其温度梯度与速度矢量的夹角进行了计算。结果表明,采用换热器三维流动计算模型和kε-湍流模型能较好地模拟折流杆换热器壳侧内的流场分布。通过数值模拟可直观地了解换热器壳侧内流体的流动状态,确定流动的高、低速区。除出、入口外,换热器的场协同效果较好。     

螺旋折流板列管式换热器的适用条件

1 前言 自1997年中国石油抚顺石化分公司石油二厂在国内首次应用螺旋折流板列管式换热器以来,螺旋折流板列管式换热器迅速的推广到化工炼油装置,先后二十几家炼油厂,几十套装置应用了上百台螺旋折流板列管式换热器。实践证明,这是一种比传统垂直弓板折流和杆折流列管式换热器有相当优势的换代产品。但是由于螺旋折流板列管式换热器有不同的种类,因此不同使用条件应选用不同形式的螺旋折流板列管式换热器。否则会导致换热器换热效果反而不如传统垂直弓板折流列管式换热器的被动局面。     

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。     

防短路螺旋折流板管壳式换热器

虽然螺旋折流板管壳式换热器因其低压降、无滞留区、防结垢等性能在冷换工艺流程中得到广泛应用,但在较大直径换热器运行中出现换热效率低于计算结果的现象,其原因是两块相接折流板,由于简单对接而出现三角区短路现象,此短路分流了主螺旋流道介质流量,减少介质流速,影响雷诺数,所以严重削弱了壳程膜传热效率。文章介绍了一种改进型防短路螺旋折流板管壳式换热器,改进后的结构阻断了短路,使全部介质经理想的螺旋通道以达到良好的换热效果。另外由于其局部重叠的支撑结构很好地解决了管束中激振破坏管子的问题。     

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。     

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。     

管壳式换热器传热效率影响因素及数值模拟分析

多数管壳式换热器基于传统的经验设计方法,换热器质量大且能耗高。鉴于此,采用Fluent仿真模拟的方法,研究了换热管类型、折流板间距、折流板切率变化与换热器对流传热系数的关系,并用HTFS工程软件进行了模型验证。研究结果表明,采用特型管(如波节管和波纹管等)代替光管,可以增强管内流体扰动,提高湍流程度,增大管程对流传热系数,但同时也增大了压降;折流板间距越大,壳程对流传热系数越小,压降也越小,当折流板间距为330 mm时,换热器最高效,此时换热器在较小的压降下可以获得较大的对流传热系数;折流板切率越大,压降越小,当管束错流流速与折流窗口流速相等时,壳程对流传热系数最大,折流板切率35%为最优值,换热器效率最高。最后提出了管壳式换热器优化设计方法,将优化设计的换热器用于某化肥厂氮氢气压缩机级间冷却,同等热负荷条件下换热面积减小了21.37%。研究结果为换热器的结构参数优化提供了依据。     

单弓形和螺旋形折流板换热器的数值模拟及性能分析

运用CFD数值模拟方法对比了相同操作参数单弓形折流板换热器和螺旋形折流板换热器的性能,并对不同介质下两种折流板换热器壳程的流动阻力和传热效果进行分析比较.结果表明,螺旋形折流板换热器的传热性能明显优于单弓形折流板换热器,而且壳程压力损失更小.     

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。     

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。