管壳式换热器作为重要的换热设备,在石油化工生产领域广泛应用,其换热性能对这些领域的工艺流程影响较大。目前,油田三次采油中大量应用新型聚合物,导致管壳式换热器结垢明显增多,造成换热热阻增加、换热性能降低;并且,污垢中腐蚀性介质腐蚀金属管壁,导致其穿孔,即形成管壳式换热器泄漏、致使物料污染。快速有效识别管壳式换热器结垢和泄漏故障是缩短维修周期、降低更换换热管件的基本保障,而管壳式换热器结垢和泄漏的传热特性是开发相关技术的关键所在。获取管壳式换热器结垢和泄漏的传热特性,对基于热工参数检测管壳式换热器的结垢和泄漏的相关技术发展具有重要意义。在实验基础上,采用周期性单元流道模型数值模拟了旋流片产生的衰减性自旋流的流动和传热特性,并采用分段综合因子分析了传热强化的机理。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。
De BF和Catalano LA等人近提出一个新型沉浸粒子换热器,它使用非常小的固体颗粒作为中间媒介来执行两个气体在不同的温度之间流动的热传导,开发了一种一维模型的理论计算换热管长度,确保规定的热交换和评价粒子特性的影响;提供了一个数值程序设计优化热交换器的其他几何参数,比如直径和角度的入口和出口管道和粒子注入模式。对用于火力发电厂的换热器,换热温度通常提供高于8000C,为了满足这一条件,热交换器应该选区特殊的材料一一陶瓷,Monteiro DB等人门用CFD模拟来评估雷诺数在500到1500之间时传热因子和摩擦因子,比较了模拟结果与实验数据。(1)基于进出口动态参数,建立管壳式换热器结垢厚度和泄漏量的理论评价模型,给出评价模型的求解方式。
不锈钢冷凝器边界条件:入口为速度入口边界,出口为压力出口边界,。对于没有定义的边界面软件默认为墙体边界。在本课题中,根据大庆油田***产量,原稳站管壳式换热器壳程入口速度在之间,根据物性和模型尺寸,计算得出换热器壳程的雷诺数之间,所以换热器壳程内部流动为层流,多相流模型选为混合模型,混合物模型可用于两相流或多相流(流体或颗粒)。采用有限体积法,使用分离式求***,稳态隐式格式求解;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。速度压力稱合方式采用基于交错网格的算法;流通介质为含砂,物性参数为等效温度下的常量;假设入口来流的速度均勾分布,忽略重力影响,壳体壁面和折流板采用不可滲透、无滑移绝热边界。使用速度入口和压力出口边界,采用层流的模型;选用二阶迎风格式。
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