本课题主要研究原稳站用油油管壳式换热器的三维数值模拟,换热器以含砂作为内部换热介质,考虑换热面结垢和泄漏的影响,建立管壳式换热器结垢和泄漏的传热模型,借助软件对换热器温度场、流场分布进行模拟,分析结垢厚度、泄漏口尺寸、泄漏口位置、泄漏口数量对换热器传热性能的影响,点如下:基于流体力学和传热学的流动和传热基本公式,建立了管壳式换热器结垢和泄漏的理论预测数学模型
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本课题主要研究原稳站用油油管壳式换热器的三维数值模拟,换热器以含砂作为内部换热介质,考虑换热面结垢和泄漏的影响,建立管壳式换热器结垢和泄漏的传热模型,借助软件对换热器温度场、流场分布进行模拟,分析结垢厚度、泄漏口尺寸、泄漏口位置、泄漏口数量对换热器传热性能的影响,点如下:基于流体力学和传热学的流动和传热基本公式,建立了管壳式换热器结垢和泄漏的理论预测数学模型,运用此模型解决了管壳式换热器结垢及泄漏的理论预测分析。由于单弓形折流板管壳式换热器是复杂几何体,网格划分需要采用分块划分的方法,将整个模型划分成入口段、出口段和壳程三部分,进行网格划分。
冷凝器生产厂家主要研究内容包括以下三部分:管壁污垢对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研宄;换热面泄漏对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研究;基于管壳式换热器进出口动态参数一温度、压力等,对管壳式换热器内部故障进行诊断评价研宄。(2)对于传热管壁和折流板的处理采用了FLUEN丁中的薄壁模型,在后续的边界条件设置时可以设定一个给定的壁厚,这样减少了网格数量。本课题结合大庆油田分公司某大队原稳站用管壳式换热器的运行特点,针对含砂油含砂油换热器这一特殊介质,借助软件,在充分利用已有基本理论和研宄成果的基础上,对管壳式换热器结垢和泄漏进行了流动传热的数值模拟,分析结垢和泄漏对换热器流动传热性响,研宄结论对利用换热器热工参数检测管壁结垢和泄漏具有一定的理论用。
建立了一种复杂的数学模型,用于预测套管式换热器内流体的流动及传热特性的数学模型,包括计算流体力学模型和计算传热学模型。其中,计算传热学模型中的瑞流扩散系数是利用温度方差和温度方差耗散率来求解,而不是利用通常采用的数假设值或实验测定值来求解。换热器是油田化工和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备,其中管壳式换热器在石油化工行业中应用尤为广泛。分析换热器的物理模型,对模型进行适当的简化,分别对换热器的管侧和壳侧的温度场进行分析,研宄传热管束内部的传热过程,同时分析换热器壳侧不同位置处的换热情况。对换热器的出口平均温度进行分析,分析出口平均温度与设计温度之间的误差,评价换热器的换热性能。对换热器壳侧的速度场进行研究,分析换热器的结构对自然循环的影响,并提出相关的意见对换热器进行优化分析。
国内外己有的研究,对于管壳式换热器内漏问题的数值模拟研究相对较少。通过对换热器工况进行模拟计算,分析了泄漏情况下换热器温度参数的变化情况,在此基础上提出了通过分析换热器管程和壳程温度变化来判断换热器泄漏及泄漏程度的方法。四种针对换热器焊缝泄漏的检漏技术,分别为:碳黑一煤油渗透法、荧光检验法、着色探伤法、石灰一煤油渗透法,相比较而言,碳黑一煤油渗透法比传统的检漏方法具有简便、快捷、费用低等优点,对贯穿性缺陷的焊缝检查速度快,效果好。四种针对换热器焊缝泄漏的检漏技术,分别为:碳黑一煤油渗透法、荧光检验法、着色探伤法、石灰一煤油渗透法,相比较而言,碳黑一煤油渗透法比传统的检漏方法具有简便、快捷、费用低等优点,对贯穿性缺陷的焊缝检查速度快,效果好。系统中的热媒/水换热器容易出现水质不合格、操作不当而引起管道水击、水流速度过低以及垢下腐蚀等并终导致泄漏。并针对各导致泄漏的原因给出了相应的解决措施。
西安交通大学采用逐步放开流路的方法,应用空气一水两相混合物研究了泄漏与旁路对壳侧流型及流型转变特性的影响。随着结塘厚度的增加,换热器管程出口温度升高,壳程出口温度降低。分析了换热器内部不同介质泄漏的判断方法,并提出了针对换热器不同泄漏介质的性质来确定检漏方法。国内外己有的研究,对于管壳式换热器内漏问题的数值模拟研究相对较少。
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