管壳式换热器新型强化传热技术

介绍了管壳式换热器的管程和壳程新型强化传热技术机理及其在高效换热器中的应用,并阐述了换热器的最新技术动向。     

管壳式换热器节能技术研究

根据国内外换热器节能技术研究现状,从换热器的管程和壳程两方面介绍了管壳式换热器强化传热技术的传热机理及其应用范围,进一步分析了各种强化传热技术的优缺点。提出了部分改进措施和思路,并指出国内外近期开发研究的发展方向。     

当代管壳式和板式换热设备的技术进展

管壳式换热器仍是当今使用最广,可靠性最高的换热设备。本文着重介绍了该换热器在强化管程和壳程传热方面开展的工作及其取得的成果。板式换热器具有高效和紧凑的特点,近年在垫片无胶连接及焊接式结构方面也取得一些进展,笔者亦对其进行了评述。     

波纹管换热器的研究及工业应用

采用油、水、水蒸气对波纹管换热器的传热和流动阻力性能进行了试验研究。结果表明，波纹管换热器的总传热系数比光管高1．5倍以上。根据试验数据关联出了波纹管换热器膜传热系数和压力降的计算公式，并在长岭炼油化工总厂、上海石油化工股份有限公司进行的工业试验中验证了关联式的可靠性，同时也证实了波纹管换热器的高效性。目前扬子石化股份有限公司、大连西太平洋石油化工有限公司等大量采用了波纹管换热器，取得了明显的经济效益。     

低温分离工艺预冷器的选型与化工设计

预冷器的结构形式分为管壳式、板翅式和螺旋管式，通过对这三种结构形式的比较，首先确定低温分离工艺预冷器选用管壳式，再进一步通过管壳式换热器的结构形式的选型确定为固定管板式换热器。为了防止介质在管程中生成水合物和产生乳化现象，必须在换热前加注水合物抑制剂，并且限制管程流速。文章以克拉2工程为例，从传热效率方面，对低温分离工艺预冷器进行详细的阐述。     

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。     

固流体波面板换热器振动强化传热的研究

研究了波面板换热器在振动情况下的传热特性。通过研究发现，振动床传热模型可以用两区模型来表示，振动床的传热系数高于同类情况下移动床的传热系数。这为固流体波面板换热器强化传热的研究与开发提供了一条途径。     

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％。     

管壳式换热器壳程传热性能比较

采用标准k-ε湍流模型并辅以壁面函数法,对弓形折流板换热器、盘环形折流板换热器、折流栅换热器和螺旋扭曲扁管换热器壳程流动与传热情况进行了数值研究。根据数值计算结果比较分析了这4种管壳式换热器壳程传热系数、壳程压降和整体性能指标α/Δp随质量流量的变化情况,对管壳式换热器的优化选型具有一定的实际意义。     

基于遗传算法的管壳式换热器的优化设计

本文利用遗传算法(GA)理论,对管壳式换热器进行目标参数设计,较为全面地考虑管内流体的流量、冷端温差、热端温差、管程空间、管内外侧直径及换热器内的传热速率等影响因素,以降低管壳式换热器的投资,提高性能价格比,达到目标优化的目的。1.优化问题描述设计一个有折流板的管壳     

气-气波纹板换热器强化传热研究

根据气体在低流阻板式换热器内的动力特性 ,提出了减少流阻强化传热的新结构。开发了一种置于板间的扰流元件 ,用来强化传热及改善流体在板间的动力特性 ,对其进行实验研究 ,得到相应的传热及流阻表达式。只要操作 Re选择合理 ,使用螺旋型扰流件就能够取得减少流阻 ,强化传热的新效果。它进一步拓宽了板式换热器在大流量气 -气换热方面的应用。     

管内与波纹板通道内冷凝传热和压降关联式

介绍并分析了现有国内外文献中比较常见的几类针对管内与波纹板通道内冷凝传热与压降计算的关联式 ,指出了影响管内与波纹板通道内冷凝传热和压降性能的几个最主要的参数 ,其中冷凝全程积分平均干度是决定圆或者非圆冷凝通道压降的重要因素 ,对冷凝换热的工程设计具有指导意义。     

正弦型波纹换热管传热特性实验研究

为满足高效换热器的开发研制需要, 在波纹管的基础上, 改进其表面形状, 提出了正弦型波纹换热管, 并采用套管式传热实验台, 在较低雷诺数 (1 800相似文献   

波纹管内流动与传热三维数值模拟

应用三维变物性层流模型及低雷诺数湍流模型分别对波纹管及光管管内流动与传热性能进行了模拟研究,并通过实验结果进行了验证。数值模拟表明,所研究的波纹管内层流向湍流过渡的雷诺数范围为600～800,波纹管的波纹起伏使得管内的流动变得复杂,产生了有利于传热强化的二次涡流。在低雷诺数下波纹管的综合传热性能不及光管,而在高雷诺数下。波纹管综合传热性能逐渐得到改善。通过数值计算获得了波纹管最优波纹高度参数为ε=1.16。     

纵向流混合管束换热器试验研究

对3种纵向流管壳式换热器进行了试验研究,结果表明,由扭曲变截面管、绕丝管和光滑管三者组成的混合管束,其总传热系数比纯光滑管管束高1.3～2.3倍。采用混合管束既可获得高的总传热系数和管内外传热膜系数,又可以使管内压降不致过大。改变扭曲变截面管与光管等不同数量的配比和布置方式,可使之满足各种强化传热和限定压降的工艺特定要求。     

钎焊型板式换热器用作暖气热水器的研究

暖气热水器是在冬季集中采暖地区使用的安全性高、经济性好的热水器。板式热水器采用波纹板强化传热技术 ,具有高效、紧凑、节省材料和低成本等优点。比较实验的结果表明 ,其传热性能远高于传统铜盘管加壳体的热水器 ,值得推广。     

横摇工况下FLNG绕管式换热器降膜流动换热数值模拟研究

绕管式换热器作为浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)的主低温换热器,研究其在海况条件下换热性能的变化对提高FLNG在海洋环境运行时的综合性能具有重要意义。本文以绕管式换热器内换热管的管外降膜流动换热过程为研究对象,建立了圆管与椭圆截面正弦波管管外降膜流动换热模型,分析对比了水平静止和横摇工况下2种换热管的周向局部换热系数和平均换热系数。研究结果表明,在水平静止状态下,椭圆截面正弦波管的换热能力高于圆管。在横摇运动状态下,横摇最大倾斜角对椭圆截面正弦波管换热性能最恶劣时刻的周向局部换热系数影响较小,横摇周期对其几乎无影响;横摇时间、最大倾斜角和周期对圆管与椭圆截面正弦波管周向平均换热系数均无影响。对比分析表明,椭圆截面的抗晃荡能力稍逊于圆管,但晃荡工况下其换热性能仍高于圆管。本文研究结果对绕管式换热器的设计与性能优化具有一定参考价值。     

纵向翅片管管外换热与阻力特性的实验研究

换热器管外强化传热技术主要是对光管合理肋化 ,即在光管上敷设一定形状的翅片进行强化换热 ,翅片对扩大换热面积和改善流体的流动状态均有较显著的作用。但纵向翅片管却依赖进口。为此 ,采用修正的威尔逊修正图解法 ,利用稳定工况下测得的实验数据 ,研究了焊接式纵向翅片管换热器翅片侧的传热特性和阻力特性 ,并与同规格光管换热器做了对比 ,得到了在一定物性和流态下该种换热器的换热及阻力准则关系式。在相同的Re情况下 ,纵向翅片管换热器传热系数K值明显高于光管换热器 ;在Re值较低的情况下 ,翅片管外翅片的强化传热效果更好 ;与有折流板的光管换热器相比 ,纵向翅片管换热器壳程压力损失较小     

几种换热管在电场强化对流实验中传热性能比较

对水平光管、横纹管、螺旋槽管、花瓣管在电场强化（EHD）单管试验中进行对流传热实验,蒸汽走管程,空气走壳程。实验结果表明：在相同的雷诺数下,施加电场后,传热膜系数和阻力系数都有一定的提高,其中花瓣管的强化效率指标最大,达到1．98,在电压为30kV时,花瓣管外电场强化作用最明显,强化系数达2．76。     

几种强化传热管的流阻和传热性能

对螺旋槽管、横纹管和 2种不同结构尺寸的缩放管进行了流阻和传热性能实验研究 ,得到了这 4种强化管的流阻和传热系数 ,并与光滑管进行了对比。通过综合评价 ,在实验范围内 ,其综合性能按优劣依次为螺旋槽管、横纹管、缩放管 1、缩放管 2。