新型螺旋折流板换热器传热性能研究
本文关键词: 螺旋折流板 换热器 壳程传热系数和压降 软件开发 计算公式 出处:《北京化工大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:换热器在国民经济和工业生产领域中对能量利用率以及系统的经济性和可靠性起着举足轻重的作用。随着我国石油、化工加工能力的增加,降低炼油成本、减少装置的能耗、节约设备投资越来越受到生产企业的重视。换热设备占石油、化工装置设备投资的20%-30%,在装置运行过程中每年都需要更换、维修,因此,提高其利用率,对装置和企业的影响是巨大的。20世纪60年代,基于改变折流板布置方式的角度螺旋折流板换热器的思想被提出。将折流板布置成近似的螺旋面,使螺旋折流板换热器实现了壳侧流体连续的螺旋状流动,以达到降低壳侧的流动阻力及强化流体传热的目的。90年代出现了这种改变折流板角度的管壳式换热器的商业产品。问世虽有近二十年,对这类螺旋面螺旋折流板换热器的传热性能研究却很少见到公开报道。本文基于以上的现实情况,对螺旋折流板换热器不同螺旋角下壳程传热系数及压降进行了研究,通过实验数据总结归纳出适用于不同螺旋角的螺旋折流板换热器壳程传热系数及压降的计算模型,对结构相似的螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器进行性能对比,通过程序设计,完成螺旋折流板换热器选型软件的开发,并能应用于工业设计和生产制造中。该研究可为螺旋折流板的系列化和工业化提供试验上和理论上支持,为进一步的开发新型高效的管壳式换热器提供了一定的理论指导作用。
[Abstract]:Heat exchangers play an important role in the field of national economy and industrial production as well as the economy and reliability of the system. With the increase of petroleum and chemical processing capacity in China, the refining cost is reduced and the energy consumption of the unit is reduced. More and more attention is paid to saving investment in equipment. Heat transfer equipment accounts for 20% -30% of the investment in chemical plant equipment. It needs to be replaced and maintained every year during the operation of the plant, therefore, the utilization ratio is improved. In 60s of the 20th century, the idea of an angle helical baffle heat exchanger based on changing the arrangement of baffles was proposed, and the baffle plate was arranged as an approximate helical surface. The helical baffle heat exchanger realizes the continuous helical flow of the shell side fluid. In order to reduce the flow resistance on the shell side and to enhance the fluid heat transfer, the commercial products of the tube and shell heat exchanger with changing baffle angle appeared in the 1990s. In this paper, the heat transfer coefficient and pressure drop of the helical baffle heat exchanger under different helical angles are studied based on the actual situation mentioned above, but the heat transfer performance of this kind of helical baffle heat exchanger is seldom reported. The calculation models of heat transfer coefficient and pressure drop of spiral baffle heat exchangers with different helical angles are summarized through experimental data. The performances of spiral baffle heat exchangers with similar structure are compared with those of curved baffle heat exchangers. Through program design, the software of heat exchanger selection for spiral baffle is developed, and it can be used in industrial design and manufacture. The research can provide experimental and theoretical support for serialization and industrialization of spiral baffle. It provides some theoretical guidance for the further development of new and efficient tube and shell heat exchangers.
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ051.5
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,本文编号:1547779
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