殼程縱流異徑管束換熱器強(qiáng)化傳熱研究.pdf

1、換熱設(shè)備是化工、煉油、動(dòng)力、食品、輕工等許多工業(yè)部門廣泛使用的一種通用設(shè)備，其性能的好壞直接影響過(guò)程工業(yè)熱經(jīng)濟(jì)性的高低。近年來(lái)，由于能源危機(jī)，強(qiáng)化傳熱技術(shù)和新型換熱器的研究獲得了飛速發(fā)展。 通過(guò)研究殼程縱流換熱器的殼程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及殼程流體流動(dòng)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(dǎo)振動(dòng)的性能，而且克服了折流桿換熱器結(jié)構(gòu)松散的缺點(diǎn)，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(dòng)的工況下，管程傳熱系數(shù)波動(dòng)較大，對(duì)換熱器的正常運(yùn)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(dòng)相對(duì)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(dòng)的性能，這使得換熱器在流量波動(dòng)的工況下工作性能穩(wěn)定。異徑管束換熱器的管束支撐結(jié)構(gòu)由波形鋼條組成，該支撐結(jié)構(gòu)能使殼程流體產(chǎn)生射流和縱向旋渦，因而強(qiáng)化了殼程傳熱。 采用FLUENT軟件，運(yùn)用周期性單元流道

3、模型對(duì)異徑管束換熱器殼程流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，從殼程流場(chǎng)的模擬結(jié)果中回歸出可用于工程實(shí)際的傳熱關(guān)聯(lián)式與壓降關(guān)聯(lián)式，并且分析了不同結(jié)構(gòu)對(duì)異徑管束換熱器殼程傳熱和壓降的影響。 通過(guò)模型實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)為異徑管束換熱器的性能完善、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和工程應(yīng)用提供了依據(jù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)果的可信性。總之，異徑管束換熱器殼程支撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造加工方便，適合于大