热管换热器的设计计算

本文介绍了热管换热器的两种设计计算方法,即图算法和计算法,并推荐了典型图表和有关计算公式。     

空-空热管式中冷器设计与热力性能试验研究

依据热管式换热器的特点,编制了空-空热管式中冷器的设计程序,并设计了试验用热管式换热器样件对该设计程序进行试验验证。利用通用的传热系数计算公式程序所得的计算值与试验所得的实测值变化趋势基本一致,说明所编制的计算程序是实用和可靠的。根据试验结果对设计程序进行了修正,热空气出口温度最大偏差为0.5℃,热流量最大偏差为7W,表明修正后程序的计算结果与试验结果吻合较好。用试验数据分析了欧拉数与雷诺数的关系,拟合得到适合空-空热管式换热器的阻力计算的准则方程式,压降修正结果与实测值最大偏差为31.39Pa,误差不超过6%,说明在中冷器设计程序中可以利用拟合公式较好的分析压降。     

热管换热器的调壁温防腐蚀设计

热管换热器经过调壁温设计计算后，可提高受热面管壁温度，防止低温腐蚀。文中讨论了热管结构参数对壁温的影响，得出了热管结构参数与壁温之间的关系曲线。这些结果对热管换热器的防止低温腐蚀设计有一定的参考价值。     

热管传热性能对小型热管换热器散热效能影响

在零重力辅助下,小热管热阻是小型热管换热器散热效能的重要影响因素之一。基于集总参数法对于换热器系统数值计算的高效性思想,建立了热管、热管换热器的集总参数模型。对同一热管换热器选用不同传热性能的热管,在不同传热温差和流体质量流速下,就其散热效能进行了数值计算。计算结果表明,在零重力辅助下,热管换热器管内热阻存在一临界值Rcri。当热阻RHP≤Rcri时,管外热阻起主导作用,热管换热器的散热效能εh几乎不随热管管内热阻的值而变化。     

热管换热器气流横掠热管束对流换热的计算

采用等雷诺效法对以高频焊接翅片管为热管元件的气-气热管换热器的传热特性和阻力特性进行了实验研究。通过对实验数据的回归,提出了相应的数学计算式,并根据对热管换热器现场使用结果的实测情况,对这些计算式进行了必要的修正,为热管换热器的设计提供了依据。     

热管换热器的E-NTU设计方法

利用换热器无因次性能参量及其函数关系进行换热器热力设计的E-NTU法,适用于各类换热器设计。本文给出了E-NTU法设计热管换热器的程序及计算实例。经计算表明,用E-NTU法进行校核热力计算比常规的LMTD法简捷。     

小热管换热器性能分析与结构优化

对 3种不同结构小型热管换热器的传热性能进行了试验研究 ,应用人工神经网络方法对小热管换热器结构参数进行优化 ,得到了最佳设计参数 ,并从对流换热的角度对结果进行了理论分析 ,为小热管换热器开发研究与应用提供了依据     

应用热管提高小型加热炉效率

锦西石化分公司某装置加热炉排烟温度为330℃，每小时排烟热损失约64万大卡。由于热管换热器的布置不受限制，因此可选用结构最简单的重力式热管。热管换热器的性能取决于单元热管的性能及可靠性，设计的关键是单管设计，文章主要介绍了热管换热器的研制过程。     

流体相对流动对套管式换热器效率的影响分析

采用效率传热单元法（ε-NTU）分析了顺流和逆流2种形式套管式换热器效率的影响因素,给出了效率计算公式和线算图。分析认为,当采用单管式换热器时,逆流连接方式的换热效率较高,当采用双程套管换热器时,顺流连接方式的换热效率较高。     

分离式热管换热器最佳工作状态的研究

基于对分离式热管加热段管内流动传热的理论分析，建立了由加热段管内环膜烧干点位置确定分离式热管最小充液量的理论计算模型，并经实验证实了其正确性。通过对分离式热管管内汽水动力循环的分析，探讨了分离式热管的最佳工作状态及其最佳充液量，提出了逐排计算分离式热管换热器充液量的方法，为设计与应用提供了依据。     

基于Fluent的夹套式热管热交换器的数值模拟

将数值模拟计算方法和Fluent软件相结合,对夹套式热管进行三维数值模拟,研究了热管热交换器在余热回收系统中的特点和作用。根据夹套式热管热交换器结构特点及传热特征,建立了夹套式热管热交换器流动与传热的三维物理模型,采用非结构化网格划分,选用k-ε湍流模型和耦合传热法,研究了夹套式热管热交换器壳程温度场分布。结果显示,夹套式热管内沿工质流动方向温度层次明显,壳程靠近热管的部位温度梯度大。     

异型热管混排及结构优化强化传热数值模拟

应用FLUENT对异型热管在热管热交换器的强化传热进行了数值模拟研究。首先研究了异型热管混排对热管热交换器传热性能的影响。然后应用正交实验,以Nu最大为目标函数研究其传热性能,对混排热管在热管热交换器中的结构进行优化,得出了最优结构形式组合,并用Table curve拟合出热管内部Nu在热管热交换器位置上变化的精确函数关系式。     

小热管换热器散热效能试验设计与多因素分析

综合利用试验设计、模型拟合与统计学的方差分析方法,考虑多因素的影响,研究热风进口温度、冷风流量与倾角同小热管换热器散热效能的关系及影响程度。试验对象为采用烧结吸液芯小热管制作的换热器,采用气-气换热方式测试。试验结果表明,增大冷风流量与升高倾角均能提高烧结吸液芯小热管换热器的散热效能;0～20°倾角内,冷风进口温度为15℃,热风流量为70m3/h,冷风流量在30～90m3/h,烧结吸液芯小热管换热器的散热效能在0.27～0.39之间;倾角为20°时,热风进口温度在38～48℃且冷风流量在72～100m3/h可获得较高的散热效能。     

缠绕管换热器在连续重整装置上的应用

对比了缠绕管换热器与板壳式换热器的结构特点,并对连续重整装置进料换热器由板壳式换热器更换为缠绕管换热器后的运行状况进行了分析。结果表明:2种换热器运行1 a后,在重整装置处理量接近的工况下,与板壳式换热器相比,缠绕管换热器的热端温差降低13.6 ℃,换热器总压差降低15.2 kPa,第1反应器燃料气消耗量降低0.90 t/h,3.5 MPa蒸汽消耗量降低15.41 t/h。     

两相闭式热虹吸管直径的设计计算

因为热虹吸管内没有吸液芯,所以和普通热管相比较,它具有结构简单、制造方便、成本低廉及传热性能可靠、优良等特点,因此在地面各类传热设备中都可作为高效传热元件。热虹吸管直径是一个重要的设计参数,直接影响热管的传热功率、传热热阻、热管的强度、传热极限等性能。文章讨论了重力式热管换热器中无芯热管管径的计算方法及确定原则,对其它形式的热管,该原则也是适用的。     

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石油化工用换热器传热计算大量涉及烃类及其混合物物性数据的计算。使用的参数,可供选择的计算公式广泛而且繁杂,如何正确地进行烃类及其混合物的密度计算,是传热计算中的基本问题。尤其在其它物性(如粘度、导热系数、炝、熵等)计算公式中,涉及到密度的情况下,能否正确确定密度值,就成为传热计算的关健。本文论述了烃类及其混合物密度计算的方法、程序,并对不同方法计算结果进行了比较。     

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弹性敷设的管道应满足强度和变形条件，而对上凸弹性弯曲的受热管道还要满足纵向稳定性条件。弹性敷设管沟标高计算的依据是管道的弹性挠曲线，我国设计单位普遍采用圆弧曲线来近似之，而前苏联采用精确的四次挠曲线。系统地介绍了这两种方法的一系列实用设计公式；其中据强度条件确定最小弹性弯曲半径的公式与我国油气管道结构设计规范推荐的不一样，管沟标高计算公式与现有文献介绍的也有不同之处。同时，还对有关公式作了评述。合理使用这些公式，既能保证管道的安全，又可获得较好的经济效益。     

大型热管空气预热器在一段转化炉上的应用

介绍了大型热管空气预热器的大庆化肥厂一段转化炉烟气余热回收系统应用的情况，通过对热管空气预顺应用性能和经济效益的分析，认为在化肥一段转化炉上采用大型热管换热器实现增产节能改造、具有节能效果突出、设备结构可靠、性能优良等特点，为在其他动力工程节能改造中应用热管空气预热器提供了可借鉴的经验