重石脑油后冷器的设计及分析+CAD图纸(4)
时间:2020-04-01 10:07 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
旋流管 静态混合器 螺旋扁管 交叉锯齿带 1.4.2 壳程强化传热研究 在近期的研究分析中，有关于壳程方面的传热功能的强化方式同样主要存在于两个方面，首先是管子形状外观的改变，就是通过改变管子的外观形状和传热表面的性质或者直接在管子外附加翅片，都能起到提升换热效率增强传热的效果。其次，可以利用更换壳程的不同形式的挡板或者是管内的支撑物，用来有效的缓解或者根本消除掉在壳程中流体无法流到和热量无法传递的死区，进而更好更充分的利用到更大的传热面积。 1.5 换热器的流体分析 近期来，对于换热器的研究日趋向于大型化，也就是工业装置模型的大型化，换热器本身的大型化，使得其带来的更高的效率，换热器正逐渐的在朝更低的温度差和更少的压力耗损的方向进展。就在这个趋势中，有一种技术将模型引领向了更大型化，更为强化了传导热能的技术。除此之外，换热的各类新型结构也不断的被此技能而被创造而出，此项技能便被称为CFD(Computational Fluid Dynamics)。 国内外的学者为就能够获取更好的换热器的换热性能做了大量的研究试验[5]和创新工作。并提出了众多新型的强化换热管的换热性能的理论说，譬如，Bejan 的树网构型理论、过增元的场协同理论和热质说理论[4]、刘伟的核心流强化传热理论以及多场协同理论等。 现代化设计的首选是 CFD 方法，因为它不仅解决了实验测量方法需耗费人力、物力财力、所需周期长等问题，而且还大大降低了理论分析方法的抽象化程度及不确定程度[6]。CFD 能帮助分析换热器壳程速度矢量场、温度场、压力场在受到折流板间距、厚度、高度变化而变化的各种情况，同时还能对传热系数、壳程进出口流体压降等情况进行分析。 研究者对换热器的早期研究还是停留在实验层面上，仅仅通过理论计算去实现换热器流体流动与传热效果是极其困难的这是因为其设计结构的复杂性和换热情况的多边性。换热器近年来的趋向大型化发展使得实验层面上的研究远远不够，无法满足所需的高效率。计算机性能的逐步发展让一种新研究方法流体动力学(Computational Fluid Dynamics，简称CFD)[7]进入人们视野，并大量应用于在工程实施中，同时也取得了不俗的效果。这种能进行计算机数值模拟的方法费用低、限制少，也不需要不依赖于真实的试验模型。为了均可证实 CFD 模拟的数值可靠性通，许多研究者也比较分析了 CFD 的实施案例与实验结果，研究证实了其具有较高的可靠性[8]。 在流体流量数值较低的条件下，包括邓斌在内的部分研究学者运用计算软件对螺旋折流板式换热器进行了分析，主要是衡量壳程流体介质流动阻力损耗程度大小[9]。数值模拟的可用范围也不仅局限于上面提到的，通过运用技术手段，如多孔介质模型[10]、交错网格等能知道螺旋型折流板式换热器的壳程流体介质流动情况[11]。数值模拟的可靠性在这里也能高度体现，分析所得出的结论和实验而得的数据基本保持一致。 由此可知，应用 CFD 等计算流体力学软件进行数值模拟分析，既能将换热器传热情况很好的体现，借以强化换热效果，又能在实验条件不足情况下，让模拟结构具有经济有效性。因此数值模拟方法才能在研究换热器壳程流体介质流动情况和传热效果的应用中立于不败之地。 1.6 设计方案 浮头式换热器两端管板只有一端管板与壳体固定，而另一端是可自由移动的管板，位于壳体内部，该端便称之为浮头。 浮头式换热器如图1.2,1.3,1.4,1.5所示。浮头式换热器管板式换热器的缺陷做出了很大的改善，尤其是在结构上。 (责任编辑：qin) |