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發(fā)布時間:2020-12-19 06:21  
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換熱器流動傳熱性能模擬和等人釆用多孔介質模型對液態(tài)金屬換熱器和蒸汽發(fā)生器進行了數(shù)值模擬計算,并將得到的結果與試驗結果進行對比。考慮介質在管束間流動各項異性的特點,在分布阻力和體積多孔度的基礎上,提出了表面滲透度的概念,將其與試驗結果進行對比,取得了理想的結果。采用多孔介質模型,對電廠蒸汽冷凝器的工作特性進行了數(shù)值模擬計算。Ozkaya和Aradag等人[4]利用CFD軟件數(shù)值模擬研究了V字形密封板式換熱器的流動傳熱特性,模擬不同進出口溫度和質量流率的工況,得到了換熱器冷端和熱端的出口溫度和壓降,基于實驗數(shù)據(jù),分析了不同努塞爾數(shù)和摩擦系數(shù)的相關性。由于此模型的物理過程存在相變,導致模擬變得更加復雜,因而計算中采用了簡單的各向同性假設和一方程模型,并將其與試驗結果進行對比,結果吻合較好。
N Jiang和J Li對螺旋管式換熱器的壓力降進行了數(shù)值模擬研究。Ozkaya和Aradag等人[4]利用CFD軟件數(shù)值模擬研究了V字形密封板式換熱器的流動傳熱特性,模擬不同進出口溫度和質量流率的工況,得到了換熱器冷端和熱端的出口溫度和壓降,基于實驗數(shù)據(jù),分析了不同努塞爾數(shù)和摩擦系數(shù)的相關性。Kotcioglu i和Nasiri KM等人應用理想換熱器模型進行數(shù)值模擬研究,使用修改后的k-‘湍流模型,得到矩形通道板翅縱向打斷、放大和收縮時的溫度、速度和壓力分布圖?;诠軞な綋Q熱器進出口動態(tài)參數(shù)一溫度、壓力等,對管殼式換熱器內(nèi)部故障進行診斷評價研宄。
采用計算流體軟件對連續(xù)型螺旋折流板換熱器的流動傳熱特性進行了數(shù)值模擬研究,對連續(xù)型螺旋折流板換熱器的結構參數(shù)進行了優(yōu)化分析研究。上海交通大學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聯(lián)式系數(shù),提出兩相流在板式換熱器中換熱的換熱關聯(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。為了便于對比,同時設計制造了一臺傳統(tǒng)管殼式換熱器。為消除換熱器結據(jù)和泄漏造成的損失,油田管理部門每年都對換熱器進行清洗、堵漏作業(yè),但目前尚無有效手段快速地評價換熱器的結塘和泄漏情況,導致需要針對每一臺換熱器進行處理,造成管理成本的增加。采用單相水為工質,對扁管殼式換熱器進行了大量的實驗研究,分析管程流量,殼程流量等因素對其傳熱和阻力性能的影響。
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)部流通介質為,內(nèi)部含有細沙等雜質,這些雜質也是導致?lián)Q熱器內(nèi)部結垢的主要因素。對于管殼式換熱器,換熱管直徑相對很小,數(shù)量眾多,容易發(fā)生堵塞和結垢,而且對換熱管的清洗和更換十分困難,管殼式換熱器管程內(nèi)部的流通介質為比較清潔的流體。綜合油一油管殼式換熱器此特點,本課題著重研究換熱器殼程側的結垢。換熱器管道的缺陷發(fā)生在支撐板附近,已成為鐵磁性換熱管重點監(jiān)測區(qū)域。
根據(jù)大慶油田分公司原穩(wěn)站油一油管殼式換熱器實體結構尺寸,該換熱器內(nèi)部結構極為復雜,折流板、換熱管數(shù)量眾多,換熱管直徑0.032m,殼程直徑1.4m,換熱器長度為1 Om。換熱器體積巨大,換熱管直徑與換熱器長度的比值小,利用CFD前處理軟件對其進行網(wǎng)格處理困難,網(wǎng)格數(shù)量太多,對計算機配置的要求非常高。譽金機械運用CFD數(shù)值模擬方法,借助FLUENT數(shù)值模擬軟件對管殼式換熱器的三維模型進行模擬,通過對換熱器結垢和泄漏時的速度場、溫度場等分析,得出泄漏和結垢對換熱器流動傳熱性能的影響,為下一步利用熱工參數(shù)評價換熱器結垢和泄漏提供理論依據(jù)。