采用计算流体软件对连续型螺旋折流板换热器的流动传热特性进行了数值模拟研究,对连续型螺旋折流板换热器的结构参数进行了优化分析研究。上海交通大学的曾伟平在研究板式换热器的换热和压降过程中,先从单相流在板式换热器流动出发,建立了单相的换热和压降模型,获得某种具体板型的换热及压降关联式系数,提出两相流在板式换热器中换热的换热关联式和压降公式。水一水换热器,蒸发冷凝器,用扁换热管代替圆换热管使之兼有两种换热器的优点。为了便于对比,同时设计制造了一台传统管壳式换热器。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。
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,列管冷凝器,换热器壳程入口段的速度矢量值在0.4m/s;川页着折流板走向,换热器壳程内砂的速度矢量值在0.6m/s至2m/s之间变化,在折流板上方的砂速度;在折流板逆向换热器壳程内介质流动方向的背部,固体砂的速度矢量值,大约为0. I m/s。这是由于折流板的阻挡作用,降低了砂的速度。当砂粒径较大更容易在速度降低区域形成砂沉积,卫比砂粒径0.2m m时更为明显。当砂粒径为0.4mm,换热器运行稳定时,管壳式换热器壳程入u处的含砂率较高,大约在so%左右,壳程整体砂体积变化范围在5%-20%之间,由于本次分析的砂粒径较大,为0.4mm,故在壳程折流板根部有少量砂沉积,但沉积区占整个壳程的体积分数低于5%。
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,蒸发式冷凝器,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,冷凝器,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。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。
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