王珂
,
王永庆
,
董晓琳
,
古新
工程热物理学报
本文应用周期性简化模型，对弓型、杆式以及H型壳程支撑结构的管壳式换热器壳程内的流动特性进行了分析。对于其对应的三种典型流态，反映在壳程内流体流动方面的主要差别是壳程内横向流速度分量的不同，且三种流态各自在不同流量下的横向流速度分量与纵向流速度分量之比几乎均为一定值。具有不同管束支撑结构的管壳式换热器壳程内流体阻力降与传热系数不同，主要原因在于其壳程内流体的横向流速度分量的大小存在差别。
关键词:
管壳式换热器
,
CFD
,
传热强化
,
流态分析
陈亚平
,
梅娜
,
施明恒
工程热物理学报
针对螺旋折流片管壳式换热器的正方形布管方式,建立了相间套螺旋折流片的四管数学物理模型,利用FLUENT软件对该模型的流动与传热情况进行了数值模拟;并与光滑通道中及单管螺旋折流片模型的流动和传热结果进行了对比.结果显示旋向相反的相邻螺旋折流片所诱导的两股旋流通过相互作用可提高通道内流体流速,并有效地形成对相邻传热管外的斜向冲刷,这对于减薄边界层,促进近壁流体与主流区流体的动量和质量交换进而强化传热有明显的作用,算例显示其传热系数可比相同尺寸的光管通道中的情形提高约44%～57%.
关键词:
螺旋折流片
,
管壳式换热器
,
涡旋
,
强化传热
,
数值模拟
梅娜
,
陈亚平
,
施明恒
工程热物理学报
提出了一种强化管壳式换热器壳侧传热的螺旋折流片式换热器新方案,该方案在部分管子上套上螺旋折流片,不仅强化传热,而且对相邻管子形成支撑;利用FLUENT流体计算软件对同心套管螺旋折流片式换热段的壳侧流场、温度场进行了数值模拟,并讨论了螺旋角对其强化传热和阻力性能的影响.结果显示螺旋折流片诱导的涡旋流动对于减薄边界层,促进近壁流体与主流区流体的动量和质量交换进而强化传热有明显的作用,传热系数可比光管提高约40%～100%,但其流动阻力也将增大.
关键词:
螺旋折流片
,
管壳式换热器
,
涡旋流动
,
计算流体力学
古新
,
王珂
,
董其伍
工程热物理学报
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.
关键词:
管壳式换热器
,
强化传热
,
导向型
,
斜向流
,
场协同
古新
,
王珂
,
董其伍
,
王永庆
工程热物理学报
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。
关键词:
管壳式换热器
,
死区
,
压力损失
,
斜向流
,
数值模拟
古新
,
王珂
,
刘冰
,
朱培纳
,
郝建设
工程热物理学报
采用CFD数值模拟方法和周期性全截面计算模型,对三角形布管方式下的帘式折流片换热器折流栅装配方式、折流栅间距、折流片倾角和折流片宽度等几何结构参数对传热和压降的影响规律进行了数值研究,并采用实验测试验证了数值模拟方法及其结果的正确性和准确度.研究结果表明,折流栅间距、折流片倾角对帘式折流片换热器壳程流体传热和阻降性能有显著影响,折流栅装配方式、折流片宽度对其影响较小,建议折流栅间距取为150 mm以内,折流片倾角取为45°以内较为合适.
关键词:
管壳式换热器
,
帘式折流片
,
斜向流
,
数值模拟
陈贵冬
,
陈秋炀
,
曾敏
,
王秋旺
工程热物理学报
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%.
关键词:
管壳式换热器
,
螺旋折流板
,
多壳程
,
数值模拟
杜雪平
,
陈贵冬
,
曾敏
,
王秋旺
工程热物理学报
管壳式换热器在工业中的应用越来越广泛,对于设计者和使用者来说使其费用最小化是一个很重要的目标.本文以最小化管壳式换热器的总费用为优化目标,提出了运用基于雁群启示的惯性权重线性下降粒子群优化算法(Goose LDWPSO)对其进行优化设计.为了验证这种方法的有效性,用Goose LDW-PSO对管壳式换热器进行了优化设计,并与原始设计结果进行了比较.比较结果表明,虽然管子数目增加,但是换热器的总费用比传统方法少了很多.
关键词:
管壳式换热器
,
优化设计
,
粒子群优化算法
李孟寻
,
郭江峰
,
许明田
,
程林
工程热物理学报
本文基于遗传算法,以(火积)耗散数为目标函数,提出了换热器优化设计(火积)耗散最小化方法.对一管壳式换热器的优化设计结果表明,通过优化设计,换热器的有效度提高了约5.7%,而泵功减少了约30%,但以增加换热面积为代价.和传统的以总成本最小为目标函数的优化设计方法相比较,具有明显优势.
关键词:
(火积)耗散
,
遗传算法
,
管壳式换热器
黄文江
,
张剑飞
,
陶文铨
工程热物理学报
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.
关键词:
管壳式换热器
,
弓形折流板
,
结构优化
