殼程縱流異徑管束換熱器強化傳熱研究.pdf

1、換熱設備是化工、煉油、動力、食品、輕工等許多工業(yè)部門廣泛使用的一種通用設備，其性能的好壞直接影響過程工業(yè)熱經(jīng)濟性的高低。近年來，由于能源危機，強化傳熱技術和新型換熱器的研究獲得了飛速發(fā)展。 通過研究殼程縱流換熱器的殼程結構特點及殼程流體流動與傳熱的規(guī)律，研發(fā)了異徑管束換熱器。該換熱器不僅具有傳統(tǒng)折流桿換熱器抗流體誘導振動的性能，而且克服了折流桿換熱器結構松散的缺點，使其在單位截面積上布管數(shù)量明顯增多。傳統(tǒng)的換熱器都是采用同徑管組

2、成換熱管束，因而，在流量波動的工況下，管程傳熱系數(shù)波動較大，對換熱器的正常運行有影響。異徑管束換熱器的換熱管束由直徑不同的管子組成，這種換熱管束在低雷諾數(shù)下傳熱系數(shù)隨流量的波動相對同徑管束而言較小，因此異徑管束有一定的抗傳熱系數(shù)波動的性能，這使得換熱器在流量波動的工況下工作性能穩(wěn)定。異徑管束換熱器的管束支撐結構由波形鋼條組成，該支撐結構能使殼程流體產(chǎn)生射流和縱向旋渦，因而強化了殼程傳熱。 采用FLUENT軟件，運用周期性單元流道

3、模型對異徑管束換熱器殼程流場進行了數(shù)值模擬，從殼程流場的模擬結果中回歸出可用于工程實際的傳熱關聯(lián)式與壓降關聯(lián)式，并且分析了不同結構對異徑管束換熱器殼程傳熱和壓降的影響。 通過模型實驗證明異徑管束換熱器單位體積換熱量大，殼程壓降低，綜合傳熱性能好。模型實驗為異徑管束換熱器的性能完善、結構優(yōu)化和工程應用提供了依據(jù)。通過實驗結果與數(shù)值模擬結果的對比驗證了數(shù)值模擬結果的可信性?？傊悘焦苁鴵Q熱器殼程支撐結構簡單、制造加工方便，適合于大