不同折流板管殼式換熱器數(shù)值模擬.pdf

1、換熱器工作性能的優(yōu)劣嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。換熱器幾何構(gòu)造、內(nèi)部流動(dòng)以及換熱過(guò)程都極其復(fù)雜，采用數(shù)值模擬研究換熱器內(nèi)部流動(dòng)和傳熱過(guò)程已成為首要的技術(shù)措施之一。本文，以管殼式換熱器作為重點(diǎn)研究對(duì)象，在折流板結(jié)構(gòu)改變的情況下，對(duì)帶有扇面夾角的折流板換熱器、圓盤-圓環(huán)式折流板換熱器、普通單弓形折流板換熱器殼程流體流動(dòng)換熱進(jìn)行了三維仿真模擬。通過(guò)簡(jiǎn)化物理模型，選用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)兩方程模型k-ε為計(jì)算模型，選用簡(jiǎn)單、高

2、效的壓力修正SIMPLE算法求解計(jì)算。
　　管殼式換熱器的換熱本質(zhì)就是一個(gè)冷熱流體透過(guò)換熱管壁進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移的過(guò)程，在研究殼程換熱的過(guò)程中，管程流體流動(dòng)必然會(huì)對(duì)傳熱有影響，所以在相同工況下，需要采用定壁溫假設(shè)計(jì)算方法來(lái)模擬計(jì)算。
　　本文模擬研究的要點(diǎn)是模擬分析在折流板結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，其對(duì)換熱器流動(dòng)換熱的影響。在相同換熱器外部尺寸條件下，首先通過(guò)對(duì)帶有扇面夾角形式折流板換熱器模擬分析折流板扇面夾角30°、60°和90°，板間距

3、為100mm、150mm、和200mm情況下的殼側(cè)壓力變化、速度變化以及溫度變化情況，得出其不同的影響程度。其次，模擬分析相同結(jié)構(gòu)尺寸以及流體工況下圓盤-圓環(huán)式折流板換熱器的殼側(cè)各項(xiàng)物性變化益線。最后，通過(guò)選取板間距為200mm，扇面夾角60°折流板、圓盤-圓環(huán)內(nèi)徑70mm折流板和單弓形折流板換熱器殼側(cè)不同變化程度的物性分析，得出結(jié)論說(shuō)明在不同實(shí)際工況要求下，不同類型折流板換熱器選取也各有所不同偏重，具體應(yīng)該根據(jù)實(shí)際選取最優(yōu)類型換熱器。