三分螺旋折流板换热器壳侧传热特性研究

本文给出了三分螺旋折流板换热器几何参数的关系式,并分析了倾斜角为10°、15°、20°扇形、15°椭圆、20°扇形搭接的三分螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器的传热和压降性能测试实验结果。结果显示20°扇形折流板方案的壳侧换热系数较高且压降较低,其性能指标h_o/△p_o~(1/3)平均值比弓形折流板换热器的值高26%;20°扇形搭接方案与螺距相仿的15°扇形方案的性能大致相当;15°扇形方案比螺距较小的15°椭圆方案的性能更高。结果表明对换热器的性能起决定作用的不是折流板的倾斜角而是当量螺旋角。     

阶梯式螺旋折流板换热器流动与传热特性研究

针对现有的螺旋折流板换热器加工较为复杂,并且非连续型螺旋折流板的相邻折流板间存在漏流的问题,提出了一种新型阶梯式螺旋折流板换热器。通过数值模拟的方法对阶梯式螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器进行对比,研究其壳程流动与传热特性。结果表明,阶梯式螺旋折流板换热器能够使壳侧流体呈近似螺旋状流动,综合性能优于弓形折流板换热器,速度分布更加均匀。     

椭圆管连续螺旋折流板换热器布管方式对壳侧传热和阻力性能的影响

以椭圆管连续螺旋折流板换热器作为研究对象,提出了三角形横置和竖置与同心圆环状和发散状四种布管方式,用ANSYS CFX进行数值模拟,并采用三场协同原理分析其壳侧综合性能。结果表明:同心圆环状布管流场最易形成旋转流动,壳侧压降最小;以三场协同原理作为评价标准得出,同心圆环状布管综合性能最优,其它依次是三角形竖置布管、三角形横置布管、同心发散状布管。     

双螺旋与中间搭接螺旋折流板换热器性能研究

采用数值模拟方法研究了40°螺旋角时螺旋折流板换热器双螺旋和中间搭接两种折流板布置形式对壳程性能与螺旋流动的影响,并与30°和40°螺旋角时单螺旋连续搭接结构的进行了对比.结果表明,40°螺旋角时双螺旋和中间搭接结构会强化壳程流体的螺旋流动,使同流量下壳程换热系数与压降增加,但同压降下的换热系数显著下降且均低于30°螺...     

周向重叠三分螺旋折流板换热器壳侧性能试验研究

对倾斜角为20°、24°、28°和32°的单头以及32°的双头周向重叠三分螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器的传热和压降性能进行了测试,换热器采用公共壳体和可更换管芯结构。采用壳侧轴向雷诺数和轴向欧拉数分别作为反映壳侧流量和阻力系数的无因次参数。试验结果显示在试验范围内周向重叠三分螺旋折流板换热器壳侧换热系数、壳侧压降和综合性能指标都随着倾斜角增大而减小;倾斜角20°方案的性能指标最佳,其平均壳侧努塞尔数和轴向欧拉数与弓形折流板方案的数值之比分别为1.123和0.45;双头螺旋折流板方案的换热系数和压降都大于同样倾斜角的单头螺旋折流板方案,但两者的综合性能较接近。     

双壳程连续螺旋折流板换热器的数值模拟

本文提出了一种新型的双壳程连续螺旋折流板换热器。采用数值模拟方法对双壳程、单壳程连续螺折流板换热器,以及弓形折流板换热器壳侧流动与传热持性进行了对比研究。结果表明,同质量流量和对流换热系数近似相等的情况下,双壳程连续螺旋折流板换热器壳程压降比弓形折流板换热器低17.7%～23.5%,同质量流量和壳程压降近似相等的情况下,其对流换热系数比单壳程连续螺旋折流板换热器高7.1%～12.6%。     

采用深槽螺旋波纹管的折流杆换热器传热与流动数值模拟

本文采用数值计算方法,以水为流动介质,研究了采用螺旋波纹管为换热管的折流杆换热器传热与流动的综合性能,并与传统采用圆管的折流杆换热器进行对比.结果表明,采用螺旋波纹管的折流杆换热器能有效提高综合强化传热性能,其EEC值可达1.28.     

螺旋折流板换热器流动与换热特性的试验分析

对螺旋折流板换热器的流动及换热特性进行了试验研究与分析.结果表明,当保持螺旋周期为定值时,在相同流量下和相同壳径下,螺旋折流板换热器的壳侧压降随螺旋角增大而减小,且远低于弓形折流板的管壳式换热器;壳径减 小时,压降增加明显.相同Re下,螺旋折流板换热器的壳侧换热系数低于弓形折流板,在螺旋角为40°时达到最大值.相同流量下,螺旋折流板管壳式换热器单位压降和单位泵功下的换热系数均高于弓形折流板管壳式换热器.     

组合式多壳程螺旋折流板管壳式换热器数值模拟研究

本文采用数值模拟方法对内壳程为非连续螺旋折流板的组合式螺旋折流板和单壳程弓形折流板管壳式换热器壳侧流动换热特性进行对比研究,结果表明:相同壳程质量流量和相同换热量条件下,组合式两壳程螺旋折流板换热器的压损比弓形折流板换热器降低14.6%;相同壳程质量流量条件下,组合式两壳程螺旋折流板换热器单位压降下换热量比弓形折流板换热器提高10.8%.     

螺旋肋片换热器强化传热数值分析及实验

为了研究螺旋肋片换热器的综合性能,建立了单周期三维模型,通过模拟得到了螺旋肋片换热器壳程内流场和温度场,并分析了换热器综合性能的影响因素.在相同的工艺条件下,完成了螺旋肋片和折流杆两种换热器的综合性能对比实验.结果表明,前者比后者具有较高的传热系数和较低的压降,数值结果与实验数据吻合较好.螺旋肋片换热器结构较简单,综合性能优于同类换热器,具有良好的工程应用前景.     

波形折流杆换热器的流动与传热性能分析

本文在传统的直杆折流杆换热器只能采取正方形布管的基础上,设计了一种新型的波形折流杆换热器,该换热器可进行更加紧凑的三角形布管。以水为流动介质,对两种换热器的壳程进行了数值计算,对两种换热器进行流动与传热性能分析。结果表明,综合性能较传统直杆折流杆换热器提升近10%。     

折边螺旋折流板电加热器换热强化

对倾斜角为20°、25°、30°单头及30°双头"斜日字"单元环形布管方式的周向重叠三分折边螺旋折流板电加热器方案进行了热力性能模拟,并与相同布管方式板间距为200、250 mm的弓形折流板电加热器方案进行了数值模拟结果对比。结果表明,倾斜角为25°的折边螺旋折流板方案的换热系数较高,综合指标最高,同时加热管表面平均温度较低。而弓形折流板方案中板间距越大,其换热系数和压降越低,平均温度越高。与板间距200 mm的弓形折流板方案S200相比,三分折边螺旋折流板方案H25°的传热系数与综合性能指标h.△p~(-1/3)分别提高了18.3%和29.8%,同时压降及加热管表面平均温度分别下降了24.3%和45.6 K。     

三分螺旋折流板换热器壳侧流场温度场模拟

建立了三分螺旋折流板换热器壳侧流动与传热的数学模型,对其流场、温度场和压力场的数值模拟结果在多个纵剖面和横切片上进行了展示。可见在螺旋通道的轴心和靠近壳体的折流板外缘区域局部速度较高,在折流板背流面呈现出有利于强化掺混作用的回流区,流道内几乎没有流动死区;壳侧流体温度为稳步均匀下降趋势,并呈现从圆周的外缘向轴心方向逐渐递减;而压力场则呈现明显的周期性和阶梯性。     

基于导向型折流栅的换热器壳程强化传热数值模拟

为解决管壳式换热器传热性能提升的同时伴随流体流动阻力增加的矛盾,提出了壳程流体"斜向流"的新概念,开发了具有导向型折流栅管束支撑结构的新型高效节能斜向流换热器,证明了在该类换热器壳程中流体速度场与温度梯度场具有良好的协同关系,具有显著的强化传热和降低流阻的性能。对其几何结构对传热和压降的影响规律进行了数值模拟研究,为其工程设计和推广应用提供了参考依据。     

连续螺旋折流板蒸发器壳侧流动换热数值模拟研究

本文对相同几何尺寸的连续螺旋折流板蒸发器与传统弓形折流板蒸发器进行对比性的数值模拟研究,结果表明:在相同壳侧体积流量和折流板数条件下,连续螺旋折流板蒸发器的传热因子和摩擦因子约是弓形折流板的1/3和1/4;当以换热因子和摩擦因子比值评价蒸发器综合性能时,连续螺旋折流板蒸发器比弓形折流板蒸发器提高57%;当最小流通截面流...     

螺旋折流板换热器层流流动与换热的数值模拟

应用多孔介质和分布阻力模型对一螺旋折流板管壳式换热器的壳侧层流流动与换热进行了三维数值模拟,并与该换热器的实验研究结果进行了对比分析,符合程度良好.证明了该方法能有效地模拟螺旋折流板换热器的流动和换热特性.     

螺旋隔板花瓣管换热器的传热强化研究

比较了螺旋用板花瓣管和螺旋隔板低肋管润滑油冷却器和空气冷却器的传热性能,实验结果表明,无论是作为油冷却器,还是作为空气冷却器,螺旋隔板花瓣换热器的综合传热性能明显优于螺旋隔板低肋管换热器,且螺旋隔板花瓣换热器还能节省３０％以上的铜管重量．     

弓形折流板换热器中折流板对换热器性能的影响

本文采用Bell-Delaware换热器设计方法研究了传统弓形折流板换热器加热轻油时在不同管束排列角度下,改变换热器壳侧折流板间距以及改变折流板的窗口高度对管壳式换热器的壳体内径、换热管数目、壳侧换热系数及壳侧压降的影响.     

斜向流换热器壳程流场均匀化研究

传统弓形折流板换热器壳程流体横向流动时存在流动阻力和传热死区大等缺点。为克服上述不足,研究开发了一种新型高效节能的斜向流管壳式换热器,采用导向型折流栅替代传统弓形折流板,倾斜流道内流体斜向冲刷换热管束。考察和对比了斜向流换热器和弓形折流板换热器壳程主流区的流体流速分布和变化规律,证实了导向型折流栅具有显著的控涡均化壳程流场和提高壳程流体整体流速的作用,有助于减小壳程压降,增大有效换热面积,为管壳式换热器结构改良提供了参考依据。     

变截面折流杆换热器的流动与传热分析

本文在折流杆换热器的基础上,采用数值计算的方法,以水为流动介质,对不同折流杆间隔的折流杆式换热器进行流动与传热特性的分析。同时,本文设计了一种新型的变截面折流杆式换热器,对换热器进行优化,结果表明,变截面折流杆换热器比等截面折流杆换热器的综合性能最多高13%～14%。