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。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。管壳式换热器内部换热面泄漏对换热器流动传热性能的影响规律研究。结果显示,旋流片能起到扰流作用,并使流
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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。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。管壳式换热器内部换热面泄漏对换热器流动传热性能的影响规律研究。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。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。采用单相水为工质,对扁管壳式换热器进行了大量的实验研究,分析管程流量,壳程流量等因素对其传热和阻力性能的影响。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。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。誉金机械运用CFD数值模拟方法,借助FLUENT数值模拟软件对管壳式换热器的三维模型进行模拟,通过对换热器结垢和泄漏时的速度场、温度场等分析,得出泄漏和结垢对换热器流动传热性能的影响,为下一步利用热工参数评价换热器结垢和泄漏提供理论依据。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。
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。NJiang和JLi对螺旋管式换热器的压力降进行了数值模拟研究。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。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。换热器管道的缺陷发生在支撑板附近,已成为铁磁性换热管重点监测区域。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。
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。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。在污水流量变化的情况下,分别测试了沉浸式换热器在冬、夏季的传热系数。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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