管壳式换热器作为重要的换热设备,在石油化工生产领域广泛应用,其换热性能对这些领域的工艺流程影响较大。目前,油田三次采油中大量应用新型聚合物,导致管壳式换热器结垢明显增多,造成换热热阻增加、换热性能降低;并且,污垢中腐蚀性介质腐蚀金属管壁,导致其穿孔,即形成管壳式换热器泄漏、致使物料污染。对同轴径向热管换热器壳程进行模拟计算,分析烟,速度、温度及局部对流换热
蒸发式冷凝器
管壳式换热器作为重要的换热设备,在石油化工生产领域广泛应用,其换热性能对这些领域的工艺流程影响较大。目前,油田三次采油中大量应用新型聚合物,导致管壳式换热器结垢明显增多,造成换热热阻增加、换热性能降低;并且,污垢中腐蚀性介质腐蚀金属管壁,导致其穿孔,即形成管壳式换热器泄漏、致使物料污染。对同轴径向热管换热器壳程进行模拟计算,分析烟,速度、温度及局部对流换热系数沿壳程的变化规律,并寻求换热器结构参数优化值。有效识别管壳式换热器结垢和泄漏故障是缩短维修周期、降低更换换热管件的基本保障,而管壳式换热器结垢和泄漏的传热特性是开发相关技术的关键所在。获取管壳式换热器结垢和泄漏的传热特性,对基于热工参数检测管壳式换热器的结垢和泄漏的相关技术发展具有重要意义。本文以管壳式换热器结垢和泄漏的传热特性为研宄目标,对管壳式换热器结垢及泄漏模型、求解方法,管壳式换热器结垢及泄漏预测模型,现场试验方法进行了研宄。
对管壳式换热器强化管外传热进行了数值模拟研宄,提出并分析了一种新型的传热强化元件——旋流片作为管壳式换热器管隙间支撑物的传热强化机理。运用热力学能耗分析法,分析了管壳式污水换热器中软塘的厚度对换热强度、流动压降及其有效能损失的影响。在实验基础上,采用周期性单元流道模型数值模拟了旋流片产生的衰减性自旋流的流动和传热特性,并采用分段综合因子分析了传热强化的机理。结果显示,旋流片能起到扰流作用,并使流体强烈地冲刷传热管壁面强化传热。
有旋流片段的综合因子,尾流段的综合因子接近于,在自旋流段的综合因子,应当充分利用自旋流段低阻的特点对换热器进行优化。共三套网格:换热器整体均为四面体,终网格数量为1,521,014个。对复合波纹板片的板式换热器的换热阻力特性进行了数值模拟研究,采用非结构化网格,分别选用层流和瑞流模型,数值计算得到复合波纹型板式换热器内部的速度场,以及复合波纹型板式换热器在不同数范围内的换热准则方程式和摩擦系数关系式,证明了用数值计算方法研究复合波纹型板式换热器流动与换热性能的可行性。东北大学的尹俊以乂为开发平台,利用数据库技术,建立了独立、幵放、数据共享、运行可靠的传热介质物理性能数据库,并实现了这些数据库的动态查询。
用TS模型和多模型组合预测冷凝器污垢。而管壳式换热器的流动传热特性是评价其结塘、池漏的关键,也是进行有效预测的前提条件。以实验装置中的3处壁温、污管的出入口温度、污管中流体的流速和污管热阻为输入,建立基于径向基神经网络的污垢预测模型,对筛选出的160组数据进行预测,与BP网络相比,该网络预测污垢热阻的收敛速度和精度都优于BP网络。早在上世纪六十年代就有学者首先提出污垢热阻随时间的变化是沉积率与剥蚀率之差这一结垢模型,将污垢热阻随时间的变化关系归纳为线性污垢模型、幂律污垢模型、降律污垢模型、渐近污垢增长模型,而且己有基于上述方法制成的仪器仪表,对污垢清洗具有重要的指导作用。但是,管壳式换热器结垢对其内部流动换热性能影响的研究相对较少。
管壳式换热器运行过程中的速度矢量分布,在换热器运行过程中,换热器壳程入口段的速度矢量值在0.5m/s;顺着折流板走向,换热器壳程内砂的速度矢量值相比较大,在I m/s至1.4m/s之问变化,在折流板!几方的砂速度;在折流板逆向换热器壳程内介质流动方向的背部,固体砂的速度矢晕值,人约为0.1m/s这是由T一折流板的阻挡作川,降低一r砂的速度当砂粒径较大,质较大时,砂容易在速度降低区域形成砂分沉积。Ozkaya和Aradag等人[4]利用CFD软件数值模拟研究了V字形密封板式换热器的流动传热特性,模拟不同进出口温度和质量流率的工况,得到了换热器冷端和热端的出口温度和压降,基于实验数据,分析了不同努塞尔数和摩擦系数的相关性。砂粒径0.2mm时,管壳式换热器模拟运行达到稳定的情沉下,换热器壳程内沿换热器管民方向各个截而的砂体积分情况。山于此时管壳式换热器壳程内部流通介质含的砂粒径非常小,为0.2mm的流动能很好的带动砂流动,导致换热器整个砂的体积分布较均匀,整个壳程的含砂量都较小,接近入2类石油。
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