壳程
- 汽轮机轴封加热器换热性能计算
进行模拟计算，把壳程作为主要研究对象，采用多孔介质的方式处理数据，以此开启了应用数值模拟方法对换热器工作状况模拟推演的大门。我国学者针对螺旋槽纹管的数值模拟研究是在1995年由北京化工大学张政和张建文[8]发起的，他们将三维复杂流动和传热问题转化为了二维问题。崔海亭等[9]在不同计算参数组合下螺旋管的最佳曲率比的研究基础上，采用螺旋坐标变换法，利用CFD软件数值模拟得到了螺旋槽纹管内的流动和换热情况，进一步说明了螺旋坐标变换法的合理性，计算结果也表明利用有
发电技术 2023年6期2024-01-06
- 高效管换热器壳程传热强化效果及机理
有管程强化传热和壳程强化传热。其中管程强化传热主要是通过改变换热管的形状,从而增强壁面处流体的湍动程度,如波纹管[3]、螺旋槽管[4]、缩放管[5]、波节管[6]等。关于高效管强化传热机理的研究一直是研究热点。KAREEM等[7]全面综述了波纹管管内流体流动和传热性能,包括层流和湍流,结果表明,波纹处会产生涡流,这是传热增强的主要原因,波纹节距和高度对工作流体的流动状态有显著影响,此外,由于螺旋波纹的存在,螺旋波纹管的传热性能进一步提高。CRCOLES等[
压力容器 2023年8期2023-11-07
- 扭曲椭圆管换热器壳程强化传热的数值研究*
构改进包括管程和壳程两个部分。而对于管程结构的改进主要集中在管内插入物与传热管的设计优化[2]。扭曲椭圆管是一种高效强化传热的换热管，经钢带捆扎后的扭曲椭圆管管束在最大变径凸点处相互接触，可形成自支撑结构，减少振动[3-4]。刘世杰等[5]利用FLUENT 软件，研究了扭曲椭圆管的不同结构参数对管内传热与压降性能的影响，结果显示，由于受到离心力的作用，流体在扭曲椭圆管内产生了垂直于主流方向上的二次流，促进了边界层与主流区的径向混合，强化了传热。郝洪亮等[6
新能源进展 2022年6期2023-01-28
- 无中心管连续螺旋折流板换热器性能研究
采用弓形折流板，壳程流体在弓形折流板的引导下垂直于管束横向流动，增强了流体的湍动程度，提高了壳程传热速率，但流体在折流板背风面存在流动死区和流体返混，增加了流体的流动阻力，影响了管壳式换热器的综合传热性能[4]。为了改善管壳式换热器壳程的流动状态，国内外许多学者对换热器壳侧结构进行了不断创新设计与改进[2-12]。其中1986年捷克科学家提出并由美国ABB LUMMUS公司制造的螺旋折流板换热器[13-14]，因壳程流体接近柱塞流,可以有效消除弓形折流板背
压力容器 2022年10期2022-12-15
- 管壳式换热器壳程流动传热特性及其影响因素研究进展
风险。本文分别从壳程结构及流体特性两个方面对管壳式换热器的流动传热特性进行综述，其中壳程结构主要包括管束支撑结构、换热管外表面结构及管束的排列方式，流体特性主要为流体进口速度，分别综述了相关因素对管壳式换热器壳流动传热特性的影响。1 壳程结构对管壳式换热器流动传热特性的影响管壳式换热器内的冷热流体主要通过换热管外壁面进行热量传递和交换，壳程是换热管外流体流经的区域。壳程结构形式包括换热管外表面结构、管束支撑结构及管束的排列方式，这些因素都会对流体的流动传特
化工装备技术 2022年5期2022-11-08
- 干熄焦给水预热器的设计和仿真分析
水预热器的管程、壳程流体区域网格和换热管、支撑板固体区域网格划分在A N S Y S Workbench 的Mesh 模块中完成，得到的节点数目为2 872 741，单元数目为4 659 992，网格划分结果如图3 所示。图3 干熄焦给水预热器网格划分3.2 运行参数在干熄焦过程中，需要将高温惰性循环气体冷却到一定温度。正常运行时，壳程介质为高温惰性循环气体，入口温度为170 ℃，流量q0=114 800 m3/h。管程介质为低温除盐水，入口温度为50 ℃
科技与创新 2022年21期2022-11-04
- 来流方向对弹性管束振动及传热特性的影响
种新式换热装置，壳程/管程流体冲击其内部具有弹性的弯管，使之发生振动，增强换热性能[3-5]。鉴于平面弹性管束及壳程流体入口管的结构特点，壳程流体的流动特性比较杂乱，使得壳程流体并不是正向冲击平面弹性管束。所以，分析不同流向壳程流体冲击平面弹性管束时所致的振动，乃至管束的传热特性，对于换热器结构改进有重要的指导意义。研究发现，管程流体和壳程流体都能够引起平面弹性管束的振动，但管束的振动大多是来源于壳程流体的冲击[6-7]。壳程流体冲击管束的振动主要表现为垂
振动与冲击 2022年18期2022-09-30
- 基于热流耦合的换热器结垢对传热性能的影响分析
参数管壳式换热器壳程介质是高温减顶气，管程是常温循环水，流动形式为逆流。主要几何尺寸和操作参数，如表1、表2所示。表1 管壳式换热器主要结构尺寸Tab.1 Main Structural Dimensions of Tube-Shell Heat Exchangers表2 换热器操作参数Tab.2 Operation Parameters of Heat Exchanger2.2 计算模型及网格划分使用SolidWorks分别对管壳式换热器固体域和流体域进
机械设计与制造 2022年9期2022-09-22
- 新型纵流油冷却器壳程强化传热
于润滑油黏度大，壳程处于低雷诺数（）工况，传热系数低，因此开发高效换热器是实现低碳节能的重要途径之一。目前绝大多数厂家依然沿用传统折流板油冷却器，润滑油横向冲刷管束，存在流动死区，壳程传热比压降值（/Δ）低，换热器整体效率差。张正国等采用螺旋折流板结合花瓣管的油冷却器获得了良好的强化传热效果，但因制造与安装复杂，一定程度上限制了其推广应用。纵流换热器拥有诸多优点，壳程流体平行于管束流动，与管内流体纯逆流换热，抗振性强，无死区，是对传统折流板换热器的一次升级
化工进展 2022年7期2022-08-01
- U形导流板换热器传热和阻力性能分析
最为广泛，但是在壳程区域压降较大及存在流动传热死区，因此新结构开发优化对工程实践有重大意义。对管壳式换热器壳程支撑结构的开发、优化及性能分析进行了大量的研究工作，例如采用曲面弓形板、三叶孔板、折流杆、螺旋扁管、帘式折流片等。王斯民等对螺旋折流板换热器进行多目标优化研究，其结果表明：压降与传热系数随螺旋角的增大呈现先增大后减小的趋势，且受螺旋角的影响较大。对连续型螺旋折流板进行改进出现三分、四分、六分等非连续型折流板。Wang 等对交错式折流板换热器进行研究
化工进展 2022年7期2022-08-01
- 热交换器壳程圆筒开裂失效原因分析
在使用过程中发生壳程圆筒开裂失效，通过对失效部位打磨和检查，对失效原因进行分析。分析表明，二台设备共发生的四处开裂，为局部结构高应力引起的机械疲劳断裂。裂纹区域与壳程内顶部筋板端部和圆筒连接部位重合，断口方向沿筒体周向与局部结构应力方向垂直，应与筋板承受弯曲应力及结构应力集中相关;拉撑结构倾斜角与标准存在较大差异，导致与筒体连接部位在局部高应力作用下，在筒体内部产生初始裂纹并沿厚度及弯曲应力垂直方向扩展，最终导致贯穿性开裂。针对失效原因，提出了使用建議与改
科技资讯 2022年12期2022-07-17
- U 管换热器折流板开孔的综合性能研究
用单弓形折流板，壳程流体容易在折流板背面形成流动死区，传热效率低，且由于折流板的折返作用，壳程压降比较大[2-3]。本文从改善壳程流体流动状况、强化传热的角度出发，通过进一步优化折流板结构，提高U 型列管换热器的综合性能，推动换热器自身性能的优化及其在相关行业领域的高效应用。目前，国内外不少学者为提高列管式换热器的综合性能，如喻九阳、熊智强[4]等将单弓形折流板开孔与未开孔进行了对比试验，结果表明在折流板上开孔，不仅降低了壳程流体的流动阻力，也在一定程度上
化工设备与管道 2022年1期2022-06-08
- 锥纹管换热器流体流动与传热性能实验研究
板换热器的管程及壳程传热准则关联式进行拟合，为新型高效管壳式换热器的开发和应用提供参考。1 换热器结构本文实验所用锥纹管弓形折流板换热器管束结构如图1所示，管束结构放大图见图2(a)，为进行对比，本文还针对传统光滑管弓形折流板换热器开展了实验，其管芯结构放大图见图2(b)。实验用换热器为双管程浮头式换热器，由内径为300 mm的壳体，2个管箱以及包含2块管板、13块折流板和32根换热管的管束组成。壳体材料为Q345R钢，管体材料为10#钢，折流板材料为Q2
北京化工大学学报（自然科学版） 2022年2期2022-05-09
- 一种特殊高压U形管换热器管板设计
计算，其中管板与壳程圆筒、管箱圆筒之间有不同的连接型式，标准中按使用情况给出了几种通用连接型式(a型、b型、c型、d型、e型和f型)的管板设计计算方法。国内相应的压力容器强度计算软件SW6也提供了这几种连接型式的管板计算。但随着工程需要及工业技术的飞速发展，换热器的各种新型结构型式不断出现，对这些新型结构，SW6软件无法直接进行管板部分的设计计算。本文基于GB/T151-2014中U形管管板边缘旋转刚度参数进行推导，提出利用SW6软件进行一种特殊高压U形管
化工设计 2021年5期2021-11-04
- 锥纹管异径孔折流板换热器试验与模拟研究
式换热器的管程和壳程采取措施来强化传热。对于管侧，一般来说，普通管由高效换热管来代替，如波纹管[6]、缩放管[7]、螺旋槽管[8]等。钱才富[9]基于波纹管提出了一种新型的换热管——锥纹管。杨秀杰等[10]通过数值模拟，对比研究了锥纹管与波纹管的流动与传热性能，结果表明，在研究范围内，锥纹管的平均对流传热系数比波纹管增加了5%～20%，压力降比波纹管降低4.6%～20%。对于壳侧，管束支撑结构直接影响着壳程流体的流动状态。在传统的弓形折流板换热器中，壳程流
压力容器 2021年9期2021-11-01
- 杈式折流栅对管壳式换热器壳程性能的影响
点[3-5]。其壳程装配的弓形折流板、格栅支撑板等管束支撑结构[6]，一方面可以支撑管束，防止换热管发生振动损坏；另一方面可以引导壳程工质产生不同的流动形式[7]，增加流体的扰动程度，提高换热性能。为了提升管壳式换热器的壳程换热效率，许多研究者对管束支撑结构不断进行创新设计和优化[8]。某公司研发的折流杆换热器具有流阻小、易于清洁，且高雷诺数下传热效率高等诸多优势[9]。可是，在较低流量工况下，壳程介质不易达到充分的湍流状态，传热能力较弱[10]。WANG
压力容器 2021年8期2021-09-24
- 硫酸生产厂换热器检修实践
修时发现Ⅳ换热器壳程出现污堵，因换热器内部检修通道狭窄、列管间距较小只能局部清理，系统在运行时阻力上升、换热效率下降，对转化系统整体热平衡及总转化率造成一定影响。2019年大修，该公司对Ⅳ换热器采用化学清洗及高压水清洗，效果显著，清洗后设备运行正常。1 转化工艺及设备转化工序采用ⅢⅠ-ⅣⅡ、“3+1”两次转化换热流程[1]，其中Ⅳ换热器规格为φ5 470 mm×13 203 mm，换热面积 4 900 m2。外换热器为急扩加速流缩放管，开工炉为电加热炉，转
硫酸工业 2021年3期2021-06-10
- 水压工况下全直径管板的设计考虑
板换热器，先进行壳程试压，此时两端的管箱需要拆除，对壳程加压到壳程水压试验压力下，保压至规定时间，然后降至壳程设计压力下仔细检查壳体、换热管和管板的连接部位，法兰密封面等相关部位是否出现泄漏。壳程水压试验合格后卸压排液，将两端的管箱安装上，然后进行管程试压，对管程加压至管程水压试验压力，保压至规定时间，然后降至管程设计压力下，仔细检查管箱壳体和法兰密封面等相关部位是否出现泄漏，水压试验合格后卸压排液。水压顺序图见图1。图1 固定管板换热器水压顺序Fig.1
化工设备与管道 2021年1期2021-05-19
- 套管式换热器注气强化传热数值模拟
据空气注入条件和壳程流量的不同，传热单元数可增加1.5～4.2 倍［4］，较均匀的气孔分布可以更好地提高换热器的性能［5］。这是因为气泡可以作为一种柔性紊流器提高换热器的传热速率和湍流度，扰乱热边界层并增加流体雷诺数［6］，气泡的混合作用与热边界层的相互作用增加了壳程流动的速度［7］。同时伴随着计算机技术的快速发展，计算流体力学在研究流体流动传热方面的作用日益显著。许多学者使用数值模拟研究不同流动状态下流体的流动与换热特性［8-12］，实验过程中难以观察的
武汉工程大学学报 2021年2期2021-04-28
- 乙二醇装置加氢反应器大型化设计
数加氢反应器管、壳程设计压力为中压，约3 MPa左右，加氢反应器管、壳程设计温度约270 ℃。壳程介质为锅炉水，管程介质为H2等反应物料。2 加氢反应器各部件材料选择2.1 可用于加氢反应器各部件的材料按照专利商及工艺条件的相关要求，反应器的壳程建议材质为碳钢，管程建议材质为不锈钢S30403，换热管建议材质为S30403。根据反应器管、壳程的介质含氢、中温、中压及设备直径大的特性，在确保设备本质安全，材料满足工艺介质操作条件、耐腐蚀性等各方面要求的前提下
化工设备与管道 2020年4期2020-11-09
- 管壳式换热器壳程的传热强化探讨
探讨管壳式换热器壳程的传热强化问题。具体论述中结合当前管壳式换热器的一般发展情况，对其壳程的强化传热技术进行简要说明，然后从构成换热器壳程的典型结构方面展开分析，并从物理性能与传热工作原理的角度进行细致讨论。关键词：管壳式换热器;壳程;传热强化;探讨现代工业受到能源供需的限制，由于全球范围内均存在急剧增长的能源危机与生态危机，因此，在实际的现代工业转型发展中，必然要求走可持续发展的道路，并将这种可持续的方式转化到具体的节能减排方案之中，进而选择一些有利于促
电力与能源系统学报·上旬刊 2020年2期2020-10-30
- 基于流场分析的管壳式换热器腐蚀研究
改善管壳式换热器壳程流体的流动及传热情况,减小内部流体腐蚀影响具有十分重要的工程意义。换热器内部的流动与传热计算通常是通过实验获得经验公式来进行,随着CFD(计算机)技术的发展,基于计算流体力学和计算传热学的数值模拟研究方法已经成为新型高效、低阻换热器辅助设计的重要手段之一[2-6]。对于换热器的腐蚀研究,张晓峰等[7]阐述了换热器的腐蚀类型,指出应力腐蚀和孔蚀是换热器破坏的主要原因。李格妮[8]通过电化学试验和数值模拟研究了换热器管子与管板焊缝间的腐蚀,
天然气与石油 2020年3期2020-06-29
- 开孔形状对大小孔折流板换热器性能影响的研究
泛应用，但其存在壳程流动阻力损失大、折流板后存在较大的流动死区、传热效率低、容易引起流体的诱导振动等缺点。为了改善传统管壳式换热器的传热状况，降低能耗损失，对其进行结构优化具有十分重大的意义[2]。通过对各种不同的支撑部件进行深入研究，人们发现改进折流板结构可以降低换热器壳程流动阻力、增大壳程换热系数，从而提高换热器的综合换热能力。谢国雄、喻九阳等[3-5]将单弓形折流板开孔与未开孔进行对比试验，结果表明在折流板上合理开孔，不仅提高了换热器壳程换热效率、降
机械制造与自动化 2020年2期2020-04-24
- 开孔折流板对列管式换热器传热性能的影响研究
换热效率、降低其壳程压降所做的研究主要有以下方面，对弓形折流板进行开孔[3-6]；钱才富等[7]提出一种大小孔新型弓形折流板结构，即在传统弓形折流板上开出不同直径的圆孔，小孔起到支撑壳程管束的作用，大孔作为壳侧流体的流动通道，经试验研究发现：采用大小孔折流板的列管式换热器相比传统弓形折流板换热器壳程压降更小[8-10]，换热效率更高，且壳程流动死区明显减小；Sun等[11-16]对大小孔折流板换热器进行了数值模拟研究，基于场协同理论对其传热性能作出分析，发
压力容器 2020年2期2020-03-25
- 三叶膨胀管换热器壳程强化传热的数值研究*
消了折流板，使得壳程流体沿着管束做纵向流动，是一种典型的纵向流换热器，得到了国内外学者的广泛关注。三叶膨胀管换热器是在螺旋扁管换热器基础上提出的一种新型纵向流换热器。王定标等[12]采用数值模拟的方法首次对三叶膨胀管和螺旋扁管管内的强化传热特性进行了对比研究，发现三叶膨胀管具有更好的综合换热性能。刘遵超等[13]对内径为2 mm的三叶膨胀管内超临界CO2传热特性进行了数值研究，分析了不同操作参数对局部对流换热系数的影响。刘世杰等[14]对三叶膨胀管管内传热
新能源进展 2020年1期2020-03-09
- 杆式防冲结构对管壳式热交换器性能的影响
的关注[3]。在壳程设置防冲结构，可以防止流体直接冲击造成的换热管冲蚀和振动，同时也能避免换热管受热不均而产生热应力。传统设计中常用的的防冲结构是在进口处加装防冲板。防冲板的缺点是容易造成管壳式热交换器壳程进口处压力过高以及壳程整体压力损失过大，进而影响热交换器整体性能。防冲板在使用过程中长期受高速流体冲击,其与壳体连接处焊缝容易开裂，并因此脱落砸坏热交换器最上面一层管束，导致热交换器无法正常工作[4]。因此，防冲结构的改进显得尤为重要。国内的防冲结构研究
石油化工设备 2020年1期2020-02-10
- 热交换器压降改进设计
Ⅰ～Ⅲ热交换器的壳程压力降超出了正常设计值的1.5倍以上。各台热交换器规模大小、结构尺寸较为接近，以第Ⅰ热交换器为例，其壳程压力降设计值为1.75 kPa，现场检测其壳程压力降近达3 kPa。本文即对此问题进行分析讨论，并提出改进措施。1 设备条件第Ⅰ热交换器温度较高，采用S30408全不锈钢制作。换热量Q＝16 621 000 kJ/h，温差Δt=137.22℃，Q/t=121 130.0 kJ/（h·℃）。 系统允许压降：管程压降2.5 kPa，壳程压
有色冶金设计与研究 2019年5期2019-11-11
- 乙苯蒸汽过热器壳程流场模拟与换热性能分析
重要设备，具有管壳程温差大、负压等特点[4]，工业生产中经常出现换热性能不良、乙苯内漏等问题。张中清等[5-6]对换热管断裂引起管束失效的问题提出了结构及材料的改进措施。李朋飞[7]分析解决了乙苯蒸汽过热器内漏问题，显著降低了乙苯脱氢单元的能耗。关于乙苯蒸汽过热器换热性能、壳程流场模拟以及支持板和防冲管对流场的影响研究鲜见报道。数值模拟相比实验方法具有成本低、流场可视化强等优点[8]，近年来国内外众多学者对换热器进行了很多模拟研究[9-13]。王定标等[1
石油炼制与化工 2019年6期2019-06-05
- 船用管壳式冷凝器入口流场均匀化性能研究
探究了防冲板对于壳程流动和换热的影响。并实验验证了防冲板的强化效果。1 计算模型1.1 几何模型图1为本文研究的某型卧式船用冷凝器的几何模型示例，该冷凝器属于管壳式换热器范畴，具体结构参数如表1所示。图1 卧式冷凝器三维结构图表1冷凝器结构尺寸表项目数值筒体内径/mm283换热管有效长度/mm1 434换热管内径/mm13换热管外径/mm16壳侧进口内径/mm32换热管类型低肋管肋化系数3管束排布方式正三角形换热管数102如图2为防冲板的示意图，本文借鉴文
节能技术 2018年6期2019-01-03
- 螺旋折流板热交换器热固耦合传热数值模拟
旋折流板热交换器壳程中的介质既不是横向流，也不是纵向流，而是一种螺旋状斜向流，这种介质流动方式使得其相对于传统的弓形折流板热交换器具有壳程阻力小、壳程传热系数高以及能有效抑制壳程污垢累积沉淀、防止流体诱导振动、可实现周期高效率运行等优点，在石油化工等行业得到广泛应用[5]。理想的螺旋面在实际加工中难度比较大，目前应用最广的是非连续螺旋折流板热交换器[6]，大都采用若干块椭圆形或扇形平板搭接成类似的螺旋曲面[7]。出于加工方面的考虑，一般1个螺距取2～4块折
石油化工设备 2018年6期2018-11-26
- 折流板安装角对扇叶型折流板换热器性能影响
热器运行过程中，壳程流体冲刷管束会产生流体诱导振动，换热管与邻近管子、折流板之间相互碰撞摩擦，最终导致换热管破损失效[4,5].据不完全统计，流体诱导振动导致的换热器损坏数约占换热器损坏总数的30%，说明流体诱导振动是换热器损坏的重要原因[6].笔者提出的扇叶型折流板换热器采用倾斜的扇形折流板来取代传统的弓形折流板，使壳程流体沿斜向流动，在壳程雷诺数相同的情况下降低了流体横向速度分量，提高了换热器的抗振性能.图1为扇叶型折流板换热器结构简图，每组折流板由六
郑州大学学报（工学版） 2018年6期2018-10-30
- 污水气提装置汽提塔底重沸器换热效率低问题分析
钩圈式浮头，其中壳程外径1600 mm，入口管线直径400 mm，壳程物料为80 t/h的含硫污水，设计换热面积905 m2。管程物料为1.0 MPa水蒸汽，管束为直径25 mm壁厚2.5 mm的碳钢光管，管长6000 mm，管间距32 mm。该重沸器工作时，含硫污水从壳体底部中间位置进入重沸器，分左右两路与管程中的水蒸气换热，并分别从设备上部两侧流出。管程侧的管箱上部为热流体入口，下部为出口。2 分析原因以下两种情况可能会导致重沸器换热量不足：一是重沸器
石油石化节能 2018年9期2018-10-26
- 纵流换热器的换热性能及计算
0 概 述在纵流壳程换热器中，管束具有新型的支撑结构，可使壳程流体由传统的横向流动改变为纵向流动，因而强化了壳程传热。纵流壳程换热器具有高效节能的特点，已广泛应用于化工、动力及轻工等行业。在20世纪70年代，美国某石油公司首先开发了纵流壳程折流杆换热器，管束的核心部件是折流栅，主要由折流杆、折流圈、交叉支撑条、分程隔板和纵向滑杆组成。根据折流杆布置位置的不同，折流栅可分为横栅和纵栅，以某角度交错排列，对换热管进行固定，折流杆的直径与相邻两换热管的间隙几乎相
电站辅机 2018年3期2018-10-16
- 密封条对六分螺旋折流板换热器壳程侧换热影响
。折流板在换热器壳程侧除起到管束支撑作用外，还可使壳程侧流体产生期望的流形和流态[2]。上世纪九十年代初，一种新型冷换设备-螺旋折流板换热器开始应用于工业领域，其壳程侧呈螺旋流动[3]。根据流路分析法，可将换热器壳程侧流动分为主流区，漏流（折流板或管板与换热管间隙），旁路流（折流板外径与壳体内壁之间的旁路流与管束外围到折流板外缘旁流）三个主要部分[4]。后面两种流态存在的主要原因是制造和安装方法的限制[5]：漏流一般是不可避免的，而旁路流的存在使得部分流体
机械设计与制造 2018年3期2018-03-21
- 孔板结构换热器传热与阻力性能的数值模拟
同孔板结构换热器壳程流体流动以及传热性能进行了数值模拟分析，并通过文献试验数据验证了该数值模拟方法的可行性和准确性。在此基础上，对比分析了三叶孔、四叶孔、五叶孔、大圆孔、小圆孔等5种孔板结构的传热与阻力性能，探讨了支撑板等结构参数对其传热与阻力性能的影响，进一步采用场协同原理探讨了孔板换热器的强化传热机理。研究结果表明：采用RNGk-ε湍流模型以及周期性全截面模型可较为准确地模拟孔板换热器壳程流体流动情况；5种模型中五叶孔换热器的传热特性最好但阻力最大，小
化工学报 2017年12期2017-12-22
- 脱硫装置贫富液换热流程的改造
02/1，2）的壳程，贫液温度由125℃降至95℃，接着进入贫富液换热器（H401/1，2）的壳程，换热后温度约为65℃，分两股分别进入溶剂冷却器（L401/1，2）和溶剂冷却器（L402/1，2）的壳程。改造后采用二级换热流程，见图2。图2 改造后贫富液二级换热流程2 设计内容通过工艺模拟软件PROII核算换热器，为了方便计算，取贫富液的组成相同，且均为30%（w）MDEA溶液[2]。一般来说，在决定换热终温时，都不希望出现温度交叉现象，即不希望冷流的出
化工设计通讯 2017年12期2017-12-19
- 3种型式管壳式热交换器综合性能对比实验研究
管壳式热交换器的壳程传热性能进行了系统研究，并且利用单位壳程压降来评价缠绕管式热交换器的综合性能。实验结果表明，在壳程流体体积流量相同的情况下，螺纹缠绕管式热交换器的壳程传热系数和压降最高，3种不同型式热交换器的单位壳程压降随壳程体积流量的增加而降低，且在壳程体积流量相同的条件下，螺纹缠绕管式热交换器的单位壳程压降最大，有利于节约成本。热交换器； 传热系数； 压降； 缠绕管； 对比实验热交换器是热力系统中重要的关键设备之一，大量应用于能源、石油、化工、核能
石油化工设备 2017年3期2017-11-07
- 倾斜折流栅式换热器壳程流体流动与传热特性
斜折流栅式换热器壳程流体流动与传热特性古新1，秦晓柯1，王永庆1，张大波2，刘敏珊1（1郑州大学河南省过程传热与节能重点实验室，河南郑州 450002；2中国烟草总公司郑州烟草研究院，河南郑州 450001）针对斜向流换热器壳程流体流动的特点，提出一种倾斜折流栅式换热器。采用CFD软件Fluent对常规斜向流换热器和倾斜折流栅式换热器进行数值研究，分析了折流栅的装配方式和倾斜角度对倾斜折流栅式换热器壳侧流体流动和传热性能的影响。结果表明：与常规斜向流换热器
化工进展 2017年10期2017-10-20
- 聚丙烯中空纤维换热器的数值模拟
捷等[7]建立了壳程式中空纤维换热器模型进行数值模拟，并分析了换热器内部的流体流动。而闫秀娟等[8]在中空纤维换热器的壳程增加聚丙烯网以增加流体湍动，并利用Fluent进行模拟。但是迄今有关以在换热器的壳程增加弓形折流挡板的方式强化中空纤维换热器的换热效率的研究却鲜有报道。本研究利用GAMBIT 2.4建立了管壳式弓形折流挡板和无折流挡板聚丙烯中空纤维换热器流场的三维模型，使用有限元软件Fluent 6.3迭代计算。通过实验与计算的结果对比，分析三维模型的
化学工业与工程 2017年1期2017-04-09
- 基于Fluent的管壳式换热器数值模拟及优化*
流体入口速度下的壳程流动及换热性能。针对Y型折流板管壳式换热器，研究了折流板侧板夹角对Y型折流板换热器壳程换热性能的影响。利用Design Exploration多目标优化工具，对T型折流板的结构参数进行了优化。管壳式换热器；折流；Fluent；优化引 言多功能、大功率、小体积是当前电子设备的发展方向。随着功率越来越高、体积越来越小，电子设备的散热问题变得越来越突出。在很多情况下(例如：高功率激光器、大功率相控阵天线、空间站)，需要将电子设备发出的热量通过
电子机械工程 2016年4期2016-09-07
- 低温油封冷却器的结构优化及数值模拟
的问题，对换热器壳程折流板的结构进行优化，并且通过数值模拟分别研究了折流板开圆孔和锥形孔对低温油封冷却器换热性能和压降的影响.数值模拟结果表明，当壳程入口速度低于1.3 m/s，折流板开圆孔更有利于减小折流板背部流动死区，改善冷却器壳程的强化传热性能；当壳程入口流速大于2 m/s时，折流板开锥形孔更有利于冷却器壳程的强化传热.折流板开圆孔和锥形孔均有利于减小冷却器壳程压降，两者对压降的影响无明显差别.冷却器；折流板开孔；结构优化；强化传热；数值模拟1 引言
武汉工程大学学报 2016年4期2016-08-15
- 基于神经网络和遗传算法的螺旋折流板换热器性能预测
优势:1)增强了壳程换热;2)通过壳程时压降更低;3)减少了旁通流;4)降低了壳程污垢热阻和流激振动［3］。过去数十年间，为了满足对螺旋折流板换热器的精确设计，人们在实验和数据研究方面做了大量的研究，提出了许多有效数据以及壳程传热和压降的关联方法［4-9］。近年来，人工神经网络作为一种新兴的优选方法，成功地应用于许多科学研究和工程实践。特定的人工神经网络被用来处理多种换热器在稳态传热和水力学特性的分析、性能预测和动态控制等领域，并取得了不错的效果。Diaz
化学工业与工程 2016年4期2016-04-11
- 新型叠片式油冷却器综合性能的数值研究
设计中，液压油走壳程，水走管程，由于液压油粘度较大，壳程流速较低，壳程换热系数远小于管程侧换热系数，传热热阻主要集中在壳程油侧［1］，因此，深化壳程换热是提升水冷式油冷却器换热性能的最有效方法之一［2－3］。目前，国内外多数学者对水冷式油冷却器的壳程强化换热的研究主要集中在扩展传热面积［4］和改变管束支撑结构［5］两方面。在扩展传热面积方面，主要采用翅片管如整体针翅管［6］、螺纹管［7］、花瓣翅片管［8］等增大传热面积，提高润滑油的湍动程度，破坏传热边界层
压力容器 2015年11期2015-07-25
- U形管换热器法兰接头密封性能分析
管板，得出了管、壳程压差作用下管板的应力分布情况。考虑了垫片材料的非线性和时滞效应，着重分析了操作工况下不同管、壳程压差对垫片应力分布及法兰接头紧密性的影响。关 键 词：法兰接头；等效管板；压差；垫片应力；时滞效应中图分类号：TQ 051 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）09-2196-03Abstract： In this paper， the flange joint was studied as a system； the
当代化工 2015年9期2015-07-10
- 基于Fluent的管壳式换热器壳程流体流动与传热数值模拟
影响换热器壳侧（壳程）流动的重要因素之一。朱聘冠[3]指出，壳侧无相变时，折流板缺口高度占壳体内径 25%时，换热器整体性能最好。程林、高绪栋[4]等指出，折流板缺口高度占壳体内径40%时，换热器整体性能最好。关于壳侧折流板缺口高度问题，学者们众口不一，但缺口高度变化范围均在壳体内径的20%～40%之间。针对此问题，本文以管壳式换热器为研究对象，运用Fluent软件建立管壳式换热器壳程流场三维实体模型，重点研究在相同换热器尺寸条件下，不同的折流板缺口高度所
化工装备技术 2015年5期2015-04-12
- U形管换热器法兰接头密封性能分析
管板，得出了管、壳程压差作用下管板的应力分布情况。考虑了垫片材料的非线性和时滞效应，着重分析了操作工况下不同管、壳程压差对垫片应力分布及法兰接头紧密性的影响。法兰接头；等效管板；压差；垫片应力；时滞效应U形管换热器因其拆卸方便、结构简单、承压能力强等优点，被广泛应用于炼油、化工、轻工业等领域[1]。所采用的密封装置形式多样，其中螺栓法兰连接应用最为普遍。但法兰接头在研究中存在以下困难：（1）足够的法兰刚度仅能保证法兰环不会产生过大的翘曲变形，而不能作为垫片
当代化工 2015年9期2015-02-07
- 椭圆管换热器壳程传热与压降性能对比研究
径，m；De——壳程当量直径，m；G——流体质量流速，kg/(m2·s) ；h——膜传热系数，W/(m2·K)；n——换热管数；Pr——普朗特常数；q——流体体积流量，m3/s；Q——流体热负荷，kJ/s；r——管壁污垢热阻，K·m2/ W；rp——管内壁热阻，K·m2/ W；R——壳体内半径，m；Re——雷诺数；S——流通面积，m2；t1——冷水入口温度，℃；t2——冷水出口温度，℃；T1——热水入口温度，℃；T2——热水出口温度，℃；TD——流体定性温
化工机械 2015年4期2015-01-13
- 一种可方便壳程清洗的管壳式换热器
提出了一种可方便壳程清洗的管壳式换热器，该换热器用喷淋定距管取代定距杆，并加装了排污短接管，从而实现壳程的不抽芯清洗，克服了普通管壳换热器壳程难于清洗的难题。因而，对于换热器提高使用效率、降低清洗维护成本、延长使用寿命具有重要意义。关键词：管壳式换热器 清洗 换热管 壳程中图分类号：TQ051 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0054-02目前管壳式换热器的结垢清洗一直是困扰企业生产的难题，尤其对壳程（换热管外壁）的清洗
科技创新导报 2014年9期2014-11-07
- 三叶孔板换热器热力性能及其影响因素分析
形折流板换热器有壳程压降大，存在流动“死区”，易产生流体诱导振动等缺点[1-3]。为了响应国家节能减排政策，许多新型换热器应运而生并有望代替传统弓形折流板换热器。三叶孔板换热器作为一种新型异形孔板换热器，流体在其壳程呈纵向流动，因而具有传热效率高、流动“死区”少、抗振性能好等优点，被广泛地应用在核电等行业。目前，采用数值模拟方法对换热器传热性能进行研究时，主要包含两种模型：整体模型和局部模型。采用整体模型进行数值模拟可以得到较为准确的流场和温度场信息，但一
化工进展 2014年12期2014-07-24
- 管壳式换热器壳程进出口流通面积调整方法
者具体分析了影响壳程进出口流通面积的因素和如何解决流通面积不足的问题。1 影响因素分析文献[2]中5.11.3部分可知壳程进出口流通面积应该不小于壳程进出口处接管截面积，这时的流通面积才是合理的。文献[2]的附录K介绍了壳程进出口流通面积的近似计算公式：图1 换热器主要结构参数示意图1.1 壳程进出口接管内径1.2 换热管列数结合文献[2]附录K中流通面积的计算公式和图1可知，换热管列数越多，即管排的越满，h1与h2就越小，计算得到的流通面积就越小，所以当
化工机械 2014年3期2014-05-29
- 固定管板式换热器水压试验压力值的选取
，分别计算管程和壳程的试验压力，然后对结果加以分析选取[1]。计算后，可能出现下列4种情况。1.1管程和壳程均是正压，且壳程试验压力大于管程试验压力当固定管板式换热器的管程和壳程均是正压，且壳程试验压力大于管程试验压力时，可以按单腔压力容器水压试验的压力选择原则，分别确定各腔的试验压力，即：式中Ps——壳程试验压力；ps——壳程设计压力；Pt——管程试验压力；pt——管程设计压力；[σ]s——壳程元件材料在试验温度下的许用应力；[σ]t——管程元件材料在试
化工机械 2014年4期2014-05-29
- 纵流壳程换热器传热性能研究进展
领域[1]。纵流壳程换热器采用与传统折流板换热器不同的壳程结构，使壳程流体由错流变为纵向流动，因而具有传热系数高、压降小、重量轻、抗振动以及节省材料等诸多优点，是目前被广泛研究与应用的一种新型管壳式换热器[2]。长期以来，纵流壳程换热器流动与传热研究都以实验为主，在对实验数据进行处理后，拟合出流动与传热的相关准数关系式。随着计算流体力学(CFD)、数值传热学(NHT)和计算机技术的发展，数值模拟方法凭借耗资少、周期短及重复性好等优点成为换热器研究的一种重要
化工机械 2014年3期2014-05-29
- 双螺旋折流板换热器最佳螺旋角的研究
管壳式换热器设计壳程介质流道，根据介质性质和流量以及换热器大小确定折流板的多少.折流板被设置在壳程，它既可以提高传热效果，又能够起到支撑管束的作用.折流板有弓形，圆盘-圆环形，螺旋折流板等形式[5]，其中螺旋折流板有单螺旋和双螺旋两种(图1,2).为了使螺旋折流板能够用于实际生产，一般可以用平面板子的拼接来实现螺旋折流板.在搭接结构中进一步增加搭接距离，当搭接距离为螺距的一半时，原来相邻的两块折流板相对放置，而原来相间的折流板反而连续在一起，形成所谓的双螺
江苏科技大学学报(自然科学版) 2013年6期2013-11-19
- 一种带状支撑的纵流壳程换热器热力特性分析
］.近年来，新型壳程支撑形式的换热器不断涌现［3］，纵流壳程换热器受到越来越多的关注，纵流壳程换热器是指通过管束支承结构来代替传统的折流板支承结构，使壳程流体主要呈纵流方式流动的一类换热器［2，4-5］，由于其壳程流体纵向冲刷管束，与管程流体实现了近似完全逆流，有效温差大，传热死区小，且支承结构对壳程流体扰动强，传热效率高，也有效地防止了流体横向冲刷管束时引起的流体诱导振动.对纵流壳程换热器的进一步深入研究，是当前的一个重要课题，尤其对换热器壳程中的流体流
郑州大学学报（工学版） 2013年4期2013-09-13
- 球面弓形折流板换热器折流板曲率半径的优化研究
器换热效率较低，壳程压力损失较大，存在流动死区，容易结垢等[2]，难以满足生产的要求。因此不断有新型的壳程折流支撑结构的换热器出现，如折流杆换热器[3,4]、螺旋折流板换热器[5-7]、花格板换热器[8]等。钱才富，高宏宇[9]等提出一种新型管壳式换热器——曲面弓形折流板换热器，用CFD技术对曲面弓形折流板换热器和普通弓形折流板换热器的壳侧流体流动与传热性能进行了数值模拟与研究，发现和普通弓形折流板相比，曲面弓形折流板所引起的壳程流体速度分布在流道内更加均
当代化工 2013年10期2013-09-04
- 多组螺旋叶片折流板换热器性能试验研究
而这通常是设备的壳程[1]。壳程流体若呈较好的螺旋形式流动，该类换热器具有传热效果好、流动压降小、不易结垢、流动诱导振动小等优点[2,3]。螺旋叶片折流板换热器换是自主开发的新型换热器[4]，它是在目前广泛研究的螺旋折流板换热器的基础上，把折流板的单象螺旋结构改由若干组螺旋叶片构成，每组螺旋叶片由4块椭圆扇形平板组成，整体上形成 360°螺旋形通道，以期达到迫使壳程流体呈四象螺旋状流动。文中对5台螺旋叶片折流板换热器进行了试验测试，得到其传热及压降特性。建
当代化工 2013年4期2013-07-26
- 双管板换热器管板厚度计算
应用于严禁管程和壳程介质发生混合的情况；也可用于管程和壳程压力差较大的情况。“双管板”是指在换热管端部有一块管板，称为外管板，也就是管程管板并兼做法兰与换热管及管箱法兰相连接；在距换热管端部较近的位置再设一块管板，称为内管板，即壳程管板，与换热管及壳程相连接。管、壳程每侧布置二块管板，不仅起到两道防线作用，而且能通过设置在二块管板间隔离腔上的管口及时查处内侧管板的泄漏问题。在双管板换热器中管板是一个核心部分，在整个设计和制造过程中管板的设计尤为重要，现根据
化工管理 2013年8期2013-02-18
- 双管板换热器的结构设计
用于换热器管程和壳程介质严禁混合的场合。双管板换热器的管板有普通型双管板和整块式双管板两种型式。整块式管板加工难度大、成本高，而且在防止管壳程介质串流方面也不如普通型双管板，所以在实际应用中普通型双管板较为普遍。随着新型化工产品的研究开发，双管板换热器的用量逐年增加。由于双管板换热器的特殊结构要求，其在设计和制造过程中各细节必须充分考虑，这样产品质量才能保证。现以某公司多晶硅项目上的一台固定双管板式换热器为例，对双管板换热器的结构设计和强度计算进行阐述。1
化工装备技术 2012年6期2012-12-13
- 壳程多通道管壳式换热器中并列分置管束长宽比与深度换热
本原因在于传统的壳程结构不合理，通过强化传热可一定程度上提高换热深度，但根本解决办法为改变壳程结构。邓先和等[15]提出了壳程多通道管壳式换热器结构，即通过加纵向分隔板将一个管子数目巨大的管束沿径向作若干次纵向分割，并列分置为若干个管子数目较少的传热管束。这种并列分置管束可看作一个单元流路区域，每个单元流路可看作是一个并列分置管束管壳式换热器。超大型管壳式换热器的局部长径比即并列分置管束的长宽比L/W可远大于超大型管壳式换热器的L/D，可通过调整L/W来实
中南大学学报（自然科学版） 2011年11期2011-08-01