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板壳式换热器板程流量分布特性的模拟与优化

热能动力工程 2016年第5期31卷 7-15,146-147页

作者：刘家瑞赵巍张华余晓明上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

以板壳式换热器板程为研究对象,建立了几何模型并进行数值模拟,分析和比较了U形和Z形出入口的流量分布特性,并通过计算换热器传热效率和对其压降的比较,分析了流量分布特性对传热效率、压降的影响。模拟与分析结果显示:板程各流道存在... 详细信息

以板壳式换热器板程为研究对象,建立了几何模型并进行数值模拟,分析和比较了U形和Z形出入口的流量分布特性,并通过计算换热器传热效率和对其压降的比较,分析了流量分布特性对传热效率、压降的影响。模拟与分析结果显示:板程各流道存在严重的流量分布不均匀现象,并使传热效率下降,同时造成压降的增大,且U形比Z形总体性能更好。通过比较不同组合的出入口导孔直径对U形布置的流量分布进行优化,改善了流量分布不均匀带来的影响,提高了换热器的性能。优化分析表明:入口导孔直径20mm、出口导孔直径23 mm的组合综合效果最好,在改善换热器流量分布不均匀性的同时,能够提高换热器传热效率,并使其压降大幅减小。可以为有关板壳式换热器流量分布特性的研究提供借鉴,具有一定的参考意义。

关键词：板壳式换热器流量分布数值模拟优化

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板壳式换热器波纹倾角对换热和阻力性能影响

力学与实践 2023年第4期45卷 754-764页

作者：吴鹏飞刘新宇鲁博辉张理朱健华王科南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江) 广东湛江524025 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249

研究了波纹倾角(α=45°,60°,75°)对板壳式换热器单流道内单相流动与换热过程的影响,分析了波纹流道内的速度分布、湍动能分布、压力分布和温度分布;基于范宁摩擦阻力因子f和Nu与Re的关系,提出了板壳式换热器不同波纹倾角下换热特性... 详细信息

研究了波纹倾角(α=45°,60°,75°)对板壳式换热器单流道内单相流动与换热过程的影响,分析了波纹流道内的速度分布、湍动能分布、压力分布和温度分布;基于范宁摩擦阻力因子f和Nu与Re的关系,提出了板壳式换热器不同波纹倾角下换热特性和流动阻力特性的预测关联式;通过计算不同波纹倾角下的综合性能评价指标(performance evaluation criteria,PEC)和面积质量因子(j/f)综合评价了流动与换热性能。结果表明:波纹倾角是影响圆形板间流体流动形态的因素之一,随着波纹倾角增大,会出现“十字交叉流”向“曲折流”转变;所提出的关联式能够很好地预测板壳式换热器内阻力与换热性能,阻力特性偏差在±14%范围内,换热特性偏差在±7%范围内;α为45°时,j/f较大,流道内阻力相对小;α为60°时,PEC较大,流道内换热性能相对强。

关键词：板壳式换热器波纹倾角流动特征换热性能数值模拟

板壳式换热器板间下降两相流流型转变及压降特性

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科学通报 2021年

作者：吴鹏飞王科中国石油大学(北京)机械与储运工程学院过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室

对板壳式换热器波纹通道内垂直向下气-液两相流动的流型和压降进行了实验研究,讨论了圆形波纹通道内流型特征及转变机理,根据相界面形态特征将流型划分为泡状流、弹状流、膜状流和搅混流.同时,分析了流型与压降之间的关系,发现泡状流中... 详细信息

对板壳式换热器波纹通道内垂直向下气-液两相流动的流型和压降进行了实验研究,讨论了圆形波纹通道内流型特征及转变机理,根据相界面形态特征将流型划分为泡状流、弹状流、膜状流和搅混流.同时,分析了流型与压降之间的关系,发现泡状流中的压降波动频率与幅值最小,弹状流与膜状流次之,搅混流中压降波动频率与幅值最大.获得了波纹通道内单相以及气-液两相压降的分布规律,建立了单相压降预测关联式,并基于Lockhart-Martinelli理论,通过分析两相摩阻系数与Martinelli参数的关系建立了波纹通道内两相流动压降预测关联式.

关键词：流型压降波纹通道板壳式换热器垂直向下流动

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板壳式换热器流固耦合换热的数值模拟

热能动力工程 2019年第10期34卷 150-155页

作者：袁伍罗小平王兆涛王梦圆华南理工大学机械与汽车工程学院

以型号为IPS24的波纹板壳式换热器为研究对象,应用CFD软件ANSYS FLUENT16.0进行流体流动及耦合换热的数值模拟。结果表明:人字形波纹板结构对板壳式换热器传热性能有显著的增强,且能够有效地防止结垢;随着入口流速的增加,总对流传热系... 详细信息

以型号为IPS24的波纹板壳式换热器为研究对象,应用CFD软件ANSYS FLUENT16.0进行流体流动及耦合换热的数值模拟。结果表明:人字形波纹板结构对板壳式换热器传热性能有显著的增强,且能够有效地防止结垢;随着入口流速的增加,总对流传热系数增加,但也会导致压力损失增加,在流速为1.0 m/s时总传热系数达到1 519 W/(m^2·K),冷、热流体进出口压降也分别高达81.2和83.1 kPa。

关键词：板壳式换热器流体流动耦合换热数值模拟

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板壳式换热器在燕山石化重整装置中的应用

石油化工设备 2009年第4期38卷 75-76页

作者：王光中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司北京102500

介绍了反应进出料板壳式换热器在燕山石化重整装置中的应用情况,并与管壳式换热器进行了对比。

关键词：板壳式换热器重整装置应用

板壳式换热器在低温甲醇洗装置贫富液换热工况的应用

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化工设备与管道 2022年第1期59卷 37-42页

作者：蒋燕胡艳泳王怀振刘嘉钰栾辉宝中国石化南京工程有限公司江苏南京210049 中国船舶集团第七一一研究所上海201100

针对煤制氢装置中低温甲醇洗贫富液换热器工况,采用FLUENT软件,对设计的板型进行了仿真计算,获得了传热计算数据,据此,设计了适用于低温甲醇洗贫富液换热工况的板壳式换热器,并将结果与现场的管壳式换热器进行对比。通过对比发现,板壳... 详细信息

针对煤制氢装置中低温甲醇洗贫富液换热器工况,采用FLUENT软件,对设计的板型进行了仿真计算,获得了传热计算数据,据此,设计了适用于低温甲醇洗贫富液换热工况的板壳式换热器,并将结果与现场的管壳式换热器进行对比。通过对比发现,板壳式换热器相比管壳式换热器具有占地面积小,节省投资等优势,具有广泛的应用前景。

关键词：贫富液换热器板壳式换热器管壳式换热器