建立了一种复杂的数学模型,用于预测套管式换热器内流体的流动及传热特性的数学模型,包括计算流体力学模型和计算传热学模型。蒸汽冷凝器主要研究内容包括以下三部分:管壁污垢对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研宄。其中,计算传热学模型中的瑞流扩散系数是利用温度方差和温度方差耗散率来求解,而不是利用通常采用的数假设值或实验测定值来求解。分析换热器的物理模型,对模型进行适当的简化,分别对换热器的管侧和壳侧的温度场进行分析,研宄传热管束内部的传热过程,同时分析换热器壳侧不同位置处的换热情况。对换热器的出口平均温度进行分析,分析出口平均温度与设计温度之间的误差,评价换热器的换热性能。对换热器壳侧的速度场进行研究,分析换热器的结构对自然循环的影响,并提出相关的意见对换热器进行优化分析。
换热器内砂沉积对结垢位置的影响
换热器内管壁结垢主要受其液体介质含砂浓度的影响,对管壳式换热器壳程流场进行了液一固两相流数值模拟,根据模拟结果分析,确定换热器的主要砂沉积位置。对同轴径向热管换热器壳程进行模拟计算,分析烟,速度、温度及局部对流换热系数沿壳程的变化规律,并寻求换热器结构参数优化值。壳程为沙子和的两相流动,沙子的粒径根据现场采集的数据大约在0.2mm-O.}mm之间。本次研究选用沙子粒径为0.2mm和0.4tn m,沙子的体积分数选为10%,壳程进口流速为0.7m/s,对管壳式换热器的壳程流场进行数值模拟。砂子体积分布的位置选取结果为沿换热器管长方向的四个截面,其中,z=-0.7n:为管壳式换热器壳程出I:l处的一个截而,z二一0.39m与z=0.016m为靠近管壳式换热器折流板的一个截面,z=0.7m为管壳式换热器壳程入I-I处的一个截面。
随着结塘厚度的增加,换热器管程出口温度升高,壳程出口温度降低。采用单相水为工质,对扁管壳式换热器进行了大量的实验研究,分析管程流量,壳程流量等因素对其传热和阻力性能的影响。由于换热面污据的存在,增大了换热面的导热热阻,减小了其导热系数,使管壳程的传热系数降低,从而影响了换热器的换热性能。***终导致换热管程出口温度升高,壳程出口温度降低。采用换热器的传热系数作为换热器换热效果的评价标准,以此来对比各组结坂工况的换热器传热性能。随着污振厚度的增加,换热器的传热系数降低,这是由于污塘的存在,导致了换热面的导热热阻增加,导热系数减小,导致的换热器传热系数降低,换热效率减小。这说明:随着换热面结塘厚度旳增加,换热器的传热性能降低。且随着结拒厚度的增加,换热器传热性能的这种降低趋势越发平缓。
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