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采用計(jì)算流體軟件對(duì)連續(xù)型螺旋折流板換熱器的流動(dòng)傳熱特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,對(duì)連續(xù)型螺旋折流板換熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析研究。上海交通大學(xué)的曾偉平在研究板式換熱器的換熱和壓降過程中,先從單相流在板式換熱器流動(dòng)出發(fā),建立了單相的換熱和壓降模型,獲得某種具體板型的換熱及壓降關(guān)聯(lián)式系數(shù),提出兩相流在板式換熱器中換熱的換熱關(guān)聯(lián)式和壓降公式。水一水換熱器,用扁換熱管代替圓換熱管使之兼有兩種換熱器的優(yōu)點(diǎn)。為了便于對(duì)比,同時(shí)設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)傳統(tǒng)管殼式換熱器。采用單相水為工質(zhì),對(duì)扁管殼式換熱器進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究,分析管程流量,殼程流量等因素對(duì)其傳熱和阻力性能的影響。砂子體積分布的位置選取結(jié)果為沿?fù)Q熱器管長(zhǎng)方向的四個(gè)截面,其中,z=-0。
濰坊譽(yù)金機(jī)械對(duì)原穩(wěn)站油行山管殼式換熱器實(shí)體模型進(jìn)行簡(jiǎn)化建模,同時(shí)兼顧課題研究的準(zhǔn)確性和經(jīng)濟(jì)性。
(1)建模時(shí)保留了折流板,考慮折流板對(duì)殼程流體流動(dòng)和傳熱的影響。
(2)對(duì)于傳熱管壁和折流板的處理采用了FLUEN丁中的薄壁模型,在后續(xù)的邊界條件設(shè)置時(shí)可以設(shè)定一個(gè)給定的壁厚,這樣減少了網(wǎng)格數(shù)量。
(3)管束的_l幾封頭和下封頭沒有參與整個(gè)換熱器的傳熱和流動(dòng),不影響數(shù)值計(jì)算的結(jié)果,因此在建模時(shí)將上封頭和下封頭進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。 在對(duì)換熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模時(shí),考慮換熱器入日和出口部分對(duì)于一換熱器殼程整體流動(dòng)特性的影響。由于單弓形折流板管殼式換熱器是復(fù)雜幾何體,網(wǎng)格劃分需要采用分塊劃分的方法,將整個(gè)模型劃分成入口段、出口段和殼程三部分,進(jìn)行網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格為非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,采用劃分的四面體和金字塔網(wǎng)格。采用的模型為大慶油田分公司原穩(wěn)站生產(chǎn)用油一油管殼式換熱器,內(nèi)部流通介質(zhì)為,內(nèi)部含有細(xì)沙等雜質(zhì),這些雜質(zhì)也是導(dǎo)致?lián)Q熱器內(nèi)部結(jié)垢的主要因素。
換熱器內(nèi)砂沉積對(duì)結(jié)垢位置的影響
換熱器內(nèi)管壁結(jié)垢主要受其液體介質(zhì)含砂濃度的影響,對(duì)管殼式換熱器殼程流場(chǎng)進(jìn)行了液一固兩相流數(shù)值模擬,根據(jù)模擬結(jié)果分析,確定換熱器的主要砂沉積位置。殼程為沙子和的兩相流動(dòng),沙子的粒徑根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)大約在0.2mm-O.}mm之間。本次研究選用沙子粒徑為0.2mm和0.4tn m,沙子的體積分?jǐn)?shù)選為10%,殼程進(jìn)口流速為0.7m/s,對(duì)管殼式換熱器的殼程流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。砂子體積分布的位置選取結(jié)果為沿?fù)Q熱器管長(zhǎng)方向的四個(gè)截面,其中,z=-0.7n:為管殼式換熱器殼程出I:l處的一個(gè)截而,z二一0.39m與z=0.016m為靠近管殼式換熱器折流板的一個(gè)截面,z=0.7m為管殼式換熱器殼程入I-I處的一個(gè)截面。系統(tǒng)中的熱媒/水換熱器容易出現(xiàn)水質(zhì)不合格、操作不當(dāng)而引起管道水擊、水流速度過低以及垢下腐蝕等并終導(dǎo)致泄漏。