




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。因此,换热器在线检测技术开发与应用是提高粗加工装置运行安全性的手段之一。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。
国内外己有的研究,对于管壳式换热器内漏问题的数值模拟研究相对较少。通过对换热器工况进行模拟计算,分析了泄漏情况下换热器温度参数的变化情况,在此基础上提出了通过分析换热器管程和壳程温度变化来判断换热器泄漏及泄漏程度的方法。结据:由于换热器长期使用,在热交换表面形成一定厚度的污塘或水据,增大了热阻,从而降低了换热器的传热效率。四种针对换热器焊缝泄漏的检漏技术,分别为:碳黑一煤油渗透法、荧光检验法、着色探伤法、石灰一煤油渗透法,相比较而言,碳黑一煤油渗透法比传统的检漏方法具有简便、快捷、费用低等优点,对贯穿性缺陷的焊缝检查速度快,效果好。系统中的热媒/水换热器容易出现水质不合格、操作不当而引起管道水击、水流速度过低以及垢下腐蚀等并终导致泄漏。并针对各导致泄漏的原因给出了相应的解决措施。
西安交通大学采用逐步放开流路的方法,应用空气一水两相混合物研究了泄漏与旁路对壳侧流型及流型转变特性的影响。(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。分析了换热器内部不同介质泄漏的判断方法,并提出了针对换热器不同泄漏介质的性质来确定检漏方法。国内外己有的研究,对于管壳式换热器内漏问题的数值模拟研究相对较少。
基于进出口动态参数的管壳式换热器内部故障诊断预测研究。
(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;
(2)基于***某大队管壳式换热器运行过程中的进出口动态参数,分析换热器内部运行状况,利用管壳式换热器结垢和泄漏的理论预测模型进吝分析,给出预测模型应用误差。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。 油田原稳站油一油管壳式换热器内部结构复杂,结构尺寸大,采用数值模拟研究时,对计算机配置要求较高,采用CFD前处理软件很难对现场实际模型进行网格划分,为便于研究分析,本课题在研究的过程中,对现场实际换热器进行模型简化处理。
本文主要研究管壁污垢对管壳式换热器流动传热性能的影响规律。结果显示,旋流片能起到扰流作用,并使流体强烈地冲刷传热管壁面强化传热。考虑管壁污垢传热的影响,将污垢当量到管壳式换热器的换热管壁,建立管壳式换热器的三维流动传热模型。在此基础上,建立了管壳式换热器内两相流(油一砂)数学模型一混合模型,包括质量守恒方程、混合模型的动量方程、第二相的体积分数方程、相对(滑流)速度和漂移速度方程,采用有限体积法离散模型,使用稳态、隐式、分离式求***,基于交错网格的SIMPLE算法解决速度压力藕合问题,研究中砂对换热器壳程流场的影响,并分析结垢厚度对管壳式换热器管程、壳程出口温度和传热系数等参数的影响。
单弓形折流板管壳式换热器物理模型复杂,因此选用适应性强的正四面体和金字塔形非结构化网格,使用GAMBIT划分网格。网格的数量直接决定了计算速度和精度。网格过少,将不到流场的流动特性;网格过多,一方面会严重消耗计算机资源,另一方面大量的数值耗散积累会影响计算结果的正确性。采用计算流体软件对连续型螺旋折流板换热器的流动传热特性进行了数值模拟研究,对连续型螺旋折流板换热器的结构参数进行了优化分析研究。所以进行网格的***性验证时十分必要的。以一个单弓形折流板管壳式换热器模型为例进行网格***性验证。共三套网格:换热器整体均为四面体,终网格数量为1,521,014个;壳程为四面体网格,管程及壳程进出口管为六面体网格,终网格数量为I ,952,621个;由面到体依次画网格,终网格数量为2,175,849个。后面两套网格计算结果相差小于60%综合考虑计算精度与计算花费,选取第二套网格:终网格数量为1,952,621个。