




无论出现哪种海水冷凝器故障,都会降低换热器的换热效率,影响系统的正常运行。(3)管束的_l几封头和下封头没有参与整个换热器的传热和流动,不影响数值计算的结果,因此在建模时将上封头和下封头进行简化处理。近年来,粗加工装置换热器内漏、结塘堵塞问题越来越突出,尤其换热器,已严重影响装置的平稳运行。目前,原稳站管壳式换热器运行效果多人为经验判断,不能及时准确地对运行效果、存在问题进行诊断。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。本课题通过研究油田用管壳式换热器内部结塘及泄漏问题,建立换热器运行传热与流动数学模型,分析换热器管壁结拒及泄漏对换热器换热流动特性的影响,并根据现场运行参数,对换热器的换热性能指标进行算例分析,从而对换热器设备检修与维护提供参考,同时可为油田用管壳式换热器的改造与设计提供借鉴思想。
换热器流动传热性能模拟和等人釆用多孔介质模型对液态金属换热器和蒸汽发生器进行了数值模拟计算,并将得到的结果与试验结果进行对比。当换热器传热进行一段时间后换热器内的壳侧温度会达到饱和出现沸腾,沸腾产生的大量蒸汽在换热器的“尖角”处聚,会对换热器内流体的传热和流动特性产生影响。考虑介质在管束间流动各项异性的特点,在分布阻力和体积多孔度的基础上,提出了表面渗透度的概念,将其与试验结果进行对比,取得了理想的结果。采用多孔介质模型,对电厂蒸汽冷凝器的工作特性进行了数值模拟计算。由于此模型的物理过程存在相变,导致模拟变得更加复杂,因而计算中采用了简单的各向同性假设和一方程模型,并将其与试验结果进行对比,结果吻合较好。
N Jiang和J Li对螺旋管式换热器的压力降进行了数值模拟研究。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。Ozkaya和Aradag等人[4]利用CFD软件数值模拟研究了V字形密封板式换热器的流动传热特性,模拟不同进出口温度和质量流率的工况,得到了换热器冷端和热端的出口温度和压降,基于实验数据,分析了不同努塞尔数和摩擦系数的相关性。Kotcioglu i和Nasiri KM等人应用理想换热器模型进行数值模拟研究,使用修改后的k-‘湍流模型,得到矩形通道板翅纵向打断、放大和收缩时的温度、速度和压力分布图。
在换热器整个壳程,固体砂子的体积分布整体比较均匀,为了数值模拟的方便,本课题忽略大粒径固体砂局部沉积对其浓度分布的影响,将管壳式换热器壳程内部的结垢视为均匀结垢。管壳式换热器运行过程中的速度矢量分布,在换热器运行过程中,换热器壳程入口段的速度矢量值在0。油油管壳式换热器运行一段时间后,壳程侧表面会形成表面污塘层,由以上分析可知,认为其为均构。
本课题着重研究管壳式换热器管壁结据对其传热性能的影响,且在实际生产过程中,中含砂率很低,所以在换热器传热性能的影响研究中忽略了换热器内液固两相流的影响,后续的数值模拟研宄中采用单相流模拟。年,徐志明、李煌等人对比实验研究了不同工况冷却水入口温度、流速下板式换热器松花江冷却水污拒特性,将污拒热阻与这两种运行参数进行了***关联分析,并就运行参数对其结塘的影响逐一作了机理分析。对于单弓形折流板管壳式换热器不同结据厚度的影响分析,鉴于本文所采用的物理模型特征,换热管当量结坂厚度较小,为保证污据层网格质量,模拟对计算机的要求非常高。而当量均拒只为分析结坂对换热器传热性能的影响,本课题忽略结坂对换热器内部流场的影响,只考虑结塘对换热面传热性能的影响。