管式冷却器服务至上「誉金机械」
作者:誉金机械2022/7/20 23:24:58














一种管壳式换热器壳程单相流动和传热的三维模拟方法,用体积多孔度、表面渗透度、分布阻力和分布热源来考虑壳程复杂几何结构造成的流道缩小和流动阻力、传热效应,通过数值求解平均的流体质量、动量、能量守恒方程,得到壳程流动和换热的分布。对上述提到的三维数值模拟方法也有过类似的研究。   实验方法研究了空气在具有3种不同管径19,25. 32mm的波纹管内的流动与换热特性。管外壁采用电加热,来模拟均匀热流条件,测得了不同工况下各种管径的平均对流换热系数和阻力系数,拟合出了所测的参数范围内的阻力和换热实验关联式,并比较了相同管径的波纹管和光管的换热效果。通过对模拟结果的分析可知,研究的自然循环换热器能及时有效排出堆芯余热,虽然模拟值和设计值之间有一定误差,但是误差很小不影响对换热器模拟结果的分析。






管式冷却器采用有限体积法计算模拟流动传热过程的基本理论和方法,揭示了三叶孔板换热器壳侧传热强化的物理机制,数值模拟还表明在本次研究范围之内,改变三叶孔板板距对壳侧强化传热速率影响不明显,但对流动阻力和综合性能的影响较大。瑞流模型对壳程流体流动与传热进行了数值研究,分析了三叶孔板换热器壳程流动与传热特性。流经块支撑板后,流体已充分发展,并且随着壳程结构周期性变化,传热与压降也呈现周期性变化。在支撑板附近,流体流速变大,形成射流,并且由于支撑板阻挡,在支撑板前面和尾部产生二次流,能有效冲刷管壁,减薄流动边界层,起到强化传热作用。对于管壳式换热器,换热管直径相对很小,数量众多,容易发生堵塞和结垢,而且对换热管的清洗和更换十分困难,管壳式换热器管程内部的流通介质为比较清洁的流体。






用TS模型和多模型组合预测冷凝器污垢。以实验装置中的3处壁温、污管的出入口温度、污管中流体的流速和污管热阻为输入,建立基于径向基***网络的污垢预测模型,对筛选出的160组数据进行预测,与BP网络相比,该网络预测污垢热阻的收敛速度和精度都优于BP网络。早在上世纪六十年代就有学者首先提出污垢热阻随时间的变化是沉积率与剥蚀率之差这一结垢模型,将污垢热阻随时间的变化关系归纳为线性污垢模型、幂律污垢模型、降律污垢模型、渐近污垢增长模型,而且己有基于上述方法制成的仪器仪表,对污垢清洗具有重要的指导作用。但是,管壳式换热器结垢对其内部流动换热性能影响的研究相对较少。换热器由于处于受压力、介质腐烛性、流动磨烛,尤其是固定管板换热器,还有温差应力,管板与换热管连接处极易泄漏,导致换热器内漏。






对于管壳式换热器的流动传热特性,综合以上,将己有的研究分为三部分:    

(1)利用FLUENT数值模拟软件对管壳式换热器进行数值模拟,得到了符合实际的换热器流动传热性能;    

(2)通过分析泄漏情况下换热器温度参数的变化情况,提出了通过分析换热器管程和壳程进出口温度变化来判断换热器是否泄漏的方法;侧重分析其泄漏时壳程的流体流动的流型。     

(3)运用热力学能耗分析法,分析管壳式换热器中污垢的厚度对换热强度、流动压降及其有效能损失的影响。    国内外己有的研究,缺乏对管壳式换热器管程流体流动传热的数值模拟研究,并且在换热器的实际生产运行过程中,对换热器当前运行效果的诊断分析不明确。本文以管壳式换热器结垢和泄漏的传热特性为研宄目标,对管壳式换热器结垢及泄漏模型、求解方法,管壳式换热器结垢及泄漏预测模型,现场试验方法进行了研宄。


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