折流板间距对换热器性能影响的数值研究.PDFVIP

第! 卷第# 期 南 京 工 业 大 学 学 报 189: ! +8: # !$$% 年% 月 ’()*+,- (. +,+’/+0 )+/12*3/45 (. 4267+(-(05 ;= !$$% 折流板间距对换热器性能影响的数值研究 ! 张少维 ，周荣兰 ，桑芝富 （: 南京工业大学 机械与动力工程学院，江苏 南京!$$$? ； ! : 扬子石化检修安装有限责任公司，江苏 南京!$$@A ） 摘 要：采用6.B 数值模拟方法，研究了简化模型下弓形折流板和螺旋折流板换热器，对应于不同间距C 螺距时， 流动参量的变化对换热器整体流动与传热性能的影响。结果表明，两种结构对应的壳程压力损失和换热系数均随 壳程流量的增加而增大，而螺旋折流板结构单位压降下换热系数大于弓形折流板，并且其性能受折流板螺距变化 的影响较小，体现了螺旋折流板结构的优越性。计算结果与现有实验结论吻合较好。 关键词：换热器；螺旋折流板；弓形折流板；数值模拟! 中图分类号：4D!@ 文献标识码：, 文章编号：E F E@#（!$$% ）$# F $$E% F $@ ［A ，? ］ ［$ ］ 管壳式换热器由于其传热效率高、结构简单等特 J[ 、黄兴华 等人的发展完善，逐渐形成了比较 性而成为化工领域目前应用最广泛的一种传热装置。 完整的算法体系，其研究结果已经被用于电厂蒸汽冷 近年来，随着强化传热技术的发展以及各工业领域对 凝器、无相变管壳式换热器等过程设备的开发研究， 节能要求的提高，世界各国纷纷加大了对新型高效换 并取得了与试验吻合较好的计算结果。随着计算数 热设备的研究。研究主要围绕提高传热效率和降低 学的发展和众多成熟商业软件的开发，以及计算机硬 压力损失，并保证换热器运行的可靠性等方面进行， 件技术的不断进步，采用试验和数值模拟相结合的研 先后研制开发了螺旋折流板管壳式换热器［，! ］、扭曲 究方法已逐渐成为许多工程研究领域的主流研究方 管管壳式换热器［# ］以及多种管内强化传热的高效换 法，在某些方面甚至可以完全取代试验研究。 ［@ ］ 本文采用 热装置 。这些新型高效换热器的研究开发，一方面 6.B 方法对比研究了相同壳体直径 有效解决了传统弓形折流板管壳式换热器所存在的 !U 下，改变弓形折流板间距\ 和螺旋折流板螺距 诸如具有流动死区、壳程压力损失较大、容易结垢等 对换热器壳程流动与传热性能的影响。结构参 U 问题，同时也对传统研究方法和设计手段提出了挑 数的变化以无因次参量 表示（弓形折流板结构： ! 战。目前对于弓形折流板管壳式换热器的研究仍然 ] C ! ；螺旋折流板结构：] C ! ）。由于不考 ! \ U ! U U 是基于 GH99 F BH9IJH 法以及 4KLMHJ 的流路分析 虑管束流动的细节信息，采用单管模型近似处理管 法［% ］，并通过大量实验测量和工程实际应用数据对其 束整体对壳程流动与传热的影响。计算结果以壳程 中个别参数加以修正，