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- 临朐誉金机械设备有限公司
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- 发布时间
- 2022-09-23 14:03:21
一种管壳式换热器壳程单相流动和传热的三维模拟方法,用体积多孔度、表面渗透度、分布阻力和分布热源来考虑壳程复杂几何结构造成的流道缩小和流动阻力、传热效应,通过数值求解平均的流体质量、动量、能量守恒方程,得到壳程流动和换热的分布。对上述提到的三维数值模拟方法也有过类似的研究。 实验方法研究了空气在具有3种不同管径19,25. 32mm的波纹管内的流动与换热特性。管外壁采用电加热,来模拟均匀热流条件,测得了不同工况下各种管径的平均对流换热系数和阻力系数,管式冷却器,拟合出了所测的参数范围内的阻力和换热实验关联式,蒸汽冷凝器,并比较了相同管径的波纹管和光管的换热效果。
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,冷凝器,通过对换热器结垢和泄漏时的速度场、温度场等分析,壳管式冷凝器,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。主要内容如下:
1.管壁污垢对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研究。
(1)考虑管壁污垢传热的影响,建立管壳式换热器的三维流动传热模型;
(2)研究油田原稳站用油一油管壳式换热器运行过程中,含砂对换热器壳程流场分布的影响,研究壳程流场内的含砂量分布情况;
(3)研究结垢厚度对管壳式换热器流动传热性能的影响规律。
2.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。
(1)建立管壳式换热器换热面泄漏的三维流动传热物理模型:
(2)研究泄漏口尺寸对管壳式换热器流动传热性能的影响规律;
(3)研究泄漏口位置沿换热器管长方向变化对管壳式换热器流动传热性能的影响规律;
(4)研究泄漏口所在换热管沿换热器管径方向变化对管壳式换热器流动传热性能的影响规律;
(5)研究泄漏口数量对管壳式换热器流动传热性能的影响规律。
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。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。