管殼式換熱器傳熱的模擬研究及其優(yōu)化分析.pdf

1、在管殼式換熱器傳熱研究中，主要是對(duì)影響傳熱的各種因素進(jìn)行分析，而換熱器增強(qiáng)傳熱的方式主要有;擴(kuò)大傳熱面積;增大傳熱溫差;增強(qiáng)傳熱系數(shù)，但是由于擴(kuò)大傳熱面積及增大傳熱溫差常常受到場(chǎng)地、設(shè)備、資金的限制，不可能無(wú)限制的增大，所以，當(dāng)前換熱器強(qiáng)化傳熱的研究主要方向是:如何通過(guò)控制換熱器傳熱系數(shù)來(lái)提高換熱器強(qiáng)化傳熱的效果。而換熱器在使用過(guò)程中，其換熱器的總熱阻是各項(xiàng)分熱阻的疊加，所以要改變傳熱系數(shù)就必須分析傳熱過(guò)程的每一項(xiàng)分熱阻。其中由于管側(cè)的

2、主要是改變換熱管的內(nèi)部的形狀，增加擾流物;而影響換熱器殼側(cè)的熱阻的因素較多，改變殼程的結(jié)構(gòu)因素進(jìn)而提高殼程的換熱系數(shù)，是目前人們關(guān)注和研究的重點(diǎn)之一。本文也主要運(yùn)用過(guò)程模擬軟件ASPEN PLUS的強(qiáng)大換熱單元模塊和數(shù)值模擬軟件FLUENT來(lái)分析管殼式換熱器的殼程的換熱狀況。
　　文中概述了管殼式換熱器的特點(diǎn)及其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，指出了當(dāng)今對(duì)管殼式換熱器的研究的發(fā)展動(dòng)向，介紹和分析了管殼式換熱器的熱力學(xué)理論。文中運(yùn)用了過(guò)程模擬軟件a

3、spen plus的優(yōu)秀的物性數(shù)據(jù)庫(kù)和換熱單元模塊，選擇合適的物性計(jì)算方法，分別對(duì)管殼式換熱器的兩種管束支撐結(jié)構(gòu)（折流板、折流桿）、三種換熱管類型（光管、肋高2mm的肋管、肋高1mm的肋管），兩種管排列方式（正三角形、轉(zhuǎn)三角形），三種管間距(30mm、28mm、26mm)、三種折流板間距(400mm、240mm、170mm)的不同組合在不同流量的情況下進(jìn)行模擬分析，本文采用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)H/△P用換熱系數(shù)與壓降的比值來(lái)衡量各工況的換熱效率

4、。
　　同時(shí)文中利用數(shù)值模擬軟件fluent對(duì)換熱管為光管時(shí)的折流板換熱器在在不同折流板間距(400mm、240mm、170mm)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，還利用fluent對(duì)三種換熱管在折流桿換熱器的流體單元通道內(nèi)的不同折流桿間距的模型進(jìn)行了數(shù)值模擬，利用過(guò)程模擬軟件aspen plus優(yōu)化分析了在一個(gè)具體換熱案例下管殼式換熱的殼程組合，并最終得到了最優(yōu)解。
　　文中還對(duì)過(guò)程模擬軟件aspen plus和數(shù)值模擬軟件fluent