梅花形孔板换热器壳程流动与换热特性模拟

作     者：姚瑶 韩东 罗朝嘉 白桂培 YAO Yao;HAN Dong;LUO Chaojia;BAI Guipei

作者机构：南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016 

出 版 物：《能源化工》 (Energy Chemical Industry)

年 卷 期：2017年第38卷第1期

页      面：85-90页

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：江苏省产学研联合创新基金(BY2013003-07) 

主　　题：梅花形孔板 孔板间距 传热 流动 综合性能 数值模拟 

摘      要：换热器是化工生产的重要设备之一,为了解决传统的弓形折流板换热器存在压降过大和换热效率低的问题,设计了一种新型的梅花形孔板换热器。针对使用简化模型进行模拟研究的局限性,构建了梅花形孔板换热器壳程全三维模型。采用CFX模拟比较了梅花形孔板换热器与弓形折流板换热器壳程的流动换热特性,并进一步研究了孔板间距与换热器性能的相关性,得到了换热管外表面平均对流换热系数h,以及壳程压降Δp随雷诺数Re变化的规律。研究结果表明:梅花形孔板换热器可以有效消除折流板换热器中存在的流动死区并减少壳程压降,同时孔板处流体形成射流破坏流动边界层,强化换热。在模拟雷诺数范围内,孔板换热器的综合性能参数h/Δp相比折流板换热器平均高约12%;相同雷诺数下孔板间距越大换热器综合性能越高。