螺旋折流板管殼式換熱器殼程流動與傳熱性能研究.pdf

1、換熱器是化工、石油、電力、環(huán)保、食品等許多工業(yè)部門的通用熱工過程設備。在各種換熱器中管殼式換熱器由于制造容易、生產成本低、適應性強、工作可靠等優(yōu)點成為應用最廣泛的一種。鑒于管殼式換熱器在工業(yè)領域中的重要作用，改進其性能對我國經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。
　　 本文采用數(shù)值模擬與實驗研究相結合的方式研究了螺旋折流板管殼式換熱器的殼程流動與傳熱性能，主要研究工作包括:
　　 應用三維建模軟件Pro/E建立連續(xù)螺旋折

2、流板換熱器和非連續(xù)螺旋折流板換熱器殼程計算區(qū)域的物理模型。在考慮殼程高黏度流體物性隨溫度變化的情況下，設置恰當?shù)倪吔鐥l件，使用RNG k-ε湍流模型以及網(wǎng)格自適應技術對換熱器殼程流體區(qū)域進行了數(shù)值模擬。使用機械能耗散率反映局部流動阻力的分布情況，給出了殼程特征流速Vs及Res數(shù)的計算方法。
　　 對連續(xù)螺旋折流板換熱器的數(shù)值模擬結果進行了分析，得到了中心假管對連續(xù)螺旋折流板換熱器傳熱與流動阻力軸向分布的影響規(guī)律，以及對殼程流場、

3、周向與軸向速度分量、局部流動阻力、局部換熱管表面換熱量的影響。
　　 對非連續(xù)螺旋折流板換熱器的數(shù)值模擬結果進行了分析，得到了連續(xù)搭接、周邊重疊、交錯搭接與雙螺旋結構對非連續(xù)螺旋折流板換熱器殼程物理量分布以及流動與傳熱性能的影響。
　　 搭建螺旋折流板換熱器實驗臺，測試了一臺連續(xù)螺旋折流板換熱器和一臺非連續(xù)螺旋折流板換熱器的殼程流動與傳熱性能，發(fā)現(xiàn)螺旋折流板換熱器的殼程綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)的弓形折流板換熱器，驗證了本研究采用