缠绕管式换热器传热特性研究
发布时间：2021-07-06 09:48
缠绕管式换热器,具有结构紧凑、换热效率高、耐高压及可实现多流股换热等优点。开展流场分布及传热性能的研究,对缠绕管式换热器的设计优化及结构改进具有十分重要的指导意义。本文采用热流耦合数值模拟的方法,考察了不同湍流模型对单管缠绕管式换热器内流动与传热的计算误差、系统研究了不同绕管排列形式和管程流体装填率对缠绕管式换热器流动及传热的影响。具体内容如下:采用CFD软件对单管缠绕管式换热器进行了数值模拟,考察了不同湍流模型下单管缠绕管式换热器的计算结果。结果表明,采用Realizable k-?湍流模型的计算结果与实验的误差为4.06%,远低于RNG k-?湍流模型的计算结果误差13.49%,综合考虑,Realizable k-?湍流模型更适用于单管缠绕管式换热器的模拟计算。对不同绕管排列形式换热器的流动及传热性能进行模拟研究,分析了不同工况下的速度场、压力场及温度场,并采用PEC准则对不同绕管排列形式换热器的传热性能进行分析。模拟结果表明,相同工况条件下,交错排列型换热器的壳程速度分布与温度分布比同向排列型换热器更加均匀,交错排列型换热器轴向的温度梯度要小于同向排列型换热器,二者最大相差约8....
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a-浮头式换热器;b-固定管板式换热器;c-U形管式换热器;d-填料函式换热器
1 a-浮头式换热器;b-固定管板式换热器;c-U 形管式换热器;d-填料函式Fig. 1-1 a-Floating-head exchanger, b- Fixed tubesheet heat exchanger,c- U-tube heat exchanger, d- Stuffing box heat exchanger式换热器简介式换热器主要由缠绕管束、壳程筒体、壳内芯筒以及支撑部示。其每一层的螺旋管束都是由数根长度、内外径相同的换时针方向缠绕而成，通过一层层的缠绕从而构建起缠绕管式束，不同层之间的缠绕管束通常采用焊接垫条来固定，从而向间距与轴向间距固定不变。壳体结构与其他管壳式换热器和封头组成，缠绕管束通过与管板连接后与壳体焊接组合。
a-单流股缠绕管式换热器;b-双流股缠绕管式换热器;c-多流股缠绕管式3 a- Single strand spiral-wound heat exchanger, b- Twin-strand spiral-woexchanger, c-Multi-strand spiral-wound heat exchanger，根据不同的管程与壳程的进出口位置可以将缠绕管式换换热器与 K 型缠绕管式换热器两种，如图 1-4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]绕管式换热器壳侧流动及传热模拟与实验研究[J]. 吴金星,刘少林,彭旭. 郑州大学学报(工学版). 2019(01)
[2]缠绕管式换热器的CFD优化[J]. 张旭,李明凯,陆平,白芳,周川,华超. 过程工程学报. 2019(04)
[3]缠绕管式换热器管程的非平衡热力学研究[J]. 韩勇,王学生,陈琴珠,张朝,袁宇阳. 高校化学工程学报. 2018(06)
[4]考虑管壳式换热器传热强化的换热网络综合研究进展[J]. 肖武,史朝霞,姜晓滨,李祥村,吴雪梅,贺高红,罗立. 化工进展. 2018(04)
[5]Numerical investigation on gas flow heat transfer and pressure drop in the shell side of spiral-wound heat exchangers[J]. TANG QiXiong,CHEN GaoFei,YANG ZhiQiang,SHEN Jun,GONG MaoQiong. Science China（Technological Sciences）. 2018(04)
[6]两种型式绕管式换热器传热性能试验研究[J]. 刘少林,吴金星,田倩卉. 压力容器. 2018(03)
[7]结构参数对缠绕管式换热器管侧换热影响模拟研究[J]. 李书磊,鹿来运,陈杰,蔡伟华,姜益强,张昊春. 节能技术. 2017(06)
[8]缠绕管式换热器结构参数多目标优化数值模拟研究[J]. 王斯民,简冠平,肖娟,王家瑞,文键. 西安交通大学学报. 2017(05)
[9]LNG绕管式换热器管侧流动与传热实验台设计及验证[J]. 李丰志,于佳文,鹿来运,姜益强,蔡伟华,陈明,浦晖. 哈尔滨工业大学学报. 2017(02)
[10]大型缠绕管式换热器关键技术发展分析[J]. 秦留军,于旺,孙校辉,梁成坡. 河南科技. 2016(19)
博士论文
[1]管壳式换热器强化传热及管板强度研究[D]. 刘久逸.北京化工大学 2017
[2]导热和对流换热过程的强化与优化[D]. 夏再忠.清华大学 2001
硕士论文
[1]换热器的热力设计方法与性能评价[D]. 薛提微.山东大学 2017
[2]螺旋缠绕管换热器流动传热性能研究[D]. 邓靜.郑州大学 2016
[3]螺旋绕管式换热器的优化设计[D]. 向鹏飞.武汉工程大学 2015
[4]缠绕管式换热器的性能研究[D]. 王智拓.福州大学 2015
[5]LNG绕管换热器计算方法及其换热网络优化研究[D]. 徐成良.华中科技大学 2015
[6]缠绕管式换热器换热工艺研究[D]. 薛佳幸.兰州交通大学 2015
[7]螺旋缠绕管换热器传热数值模拟[D]. 马飞.郑州大学 2014
[8]螺纹螺旋管强化传热的数值模拟及场协同分析[D]. 淦吉昌.南昌大学 2012
[9]BOG再液化系统低温换热器传热特性数值模拟研究[D]. 徐启俊.华南理工大学 2012
[10]缠绕管式换热器计算方法研究[D]. 于清野.大连理工大学 2011
本文编号：3268014
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a-浮头式换热器;b-固定管板式换热器;c-U形管式换热器;d-填料函式换热器
1 a-浮头式换热器;b-固定管板式换热器;c-U 形管式换热器;d-填料函式Fig. 1-1 a-Floating-head exchanger, b- Fixed tubesheet heat exchanger,c- U-tube heat exchanger, d- Stuffing box heat exchanger式换热器简介式换热器主要由缠绕管束、壳程筒体、壳内芯筒以及支撑部示。其每一层的螺旋管束都是由数根长度、内外径相同的换时针方向缠绕而成，通过一层层的缠绕从而构建起缠绕管式束，不同层之间的缠绕管束通常采用焊接垫条来固定，从而向间距与轴向间距固定不变。壳体结构与其他管壳式换热器和封头组成，缠绕管束通过与管板连接后与壳体焊接组合。
a-单流股缠绕管式换热器;b-双流股缠绕管式换热器;c-多流股缠绕管式3 a- Single strand spiral-wound heat exchanger, b- Twin-strand spiral-woexchanger, c-Multi-strand spiral-wound heat exchanger，根据不同的管程与壳程的进出口位置可以将缠绕管式换换热器与 K 型缠绕管式换热器两种，如图 1-4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]绕管式换热器壳侧流动及传热模拟与实验研究[J]. 吴金星,刘少林,彭旭. 郑州大学学报(工学版). 2019(01)
[2]缠绕管式换热器的CFD优化[J]. 张旭,李明凯,陆平,白芳,周川,华超. 过程工程学报. 2019(04)
[3]缠绕管式换热器管程的非平衡热力学研究[J]. 韩勇,王学生,陈琴珠,张朝,袁宇阳. 高校化学工程学报. 2018(06)
[4]考虑管壳式换热器传热强化的换热网络综合研究进展[J]. 肖武,史朝霞,姜晓滨,李祥村,吴雪梅,贺高红,罗立. 化工进展. 2018(04)
[5]Numerical investigation on gas flow heat transfer and pressure drop in the shell side of spiral-wound heat exchangers[J]. TANG QiXiong,CHEN GaoFei,YANG ZhiQiang,SHEN Jun,GONG MaoQiong. Science China（Technological Sciences）. 2018(04)
[6]两种型式绕管式换热器传热性能试验研究[J]. 刘少林,吴金星,田倩卉. 压力容器. 2018(03)
[7]结构参数对缠绕管式换热器管侧换热影响模拟研究[J]. 李书磊,鹿来运,陈杰,蔡伟华,姜益强,张昊春. 节能技术. 2017(06)
[8]缠绕管式换热器结构参数多目标优化数值模拟研究[J]. 王斯民,简冠平,肖娟,王家瑞,文键. 西安交通大学学报. 2017(05)
[9]LNG绕管式换热器管侧流动与传热实验台设计及验证[J]. 李丰志,于佳文,鹿来运,姜益强,蔡伟华,陈明,浦晖. 哈尔滨工业大学学报. 2017(02)
[10]大型缠绕管式换热器关键技术发展分析[J]. 秦留军,于旺,孙校辉,梁成坡. 河南科技. 2016(19)
博士论文
[1]管壳式换热器强化传热及管板强度研究[D]. 刘久逸.北京化工大学 2017
[2]导热和对流换热过程的强化与优化[D]. 夏再忠.清华大学 2001
硕士论文
[1]换热器的热力设计方法与性能评价[D]. 薛提微.山东大学 2017
[2]螺旋缠绕管换热器流动传热性能研究[D]. 邓靜.郑州大学 2016
[3]螺旋绕管式换热器的优化设计[D]. 向鹏飞.武汉工程大学 2015
[4]缠绕管式换热器的性能研究[D]. 王智拓.福州大学 2015
[5]LNG绕管换热器计算方法及其换热网络优化研究[D]. 徐成良.华中科技大学 2015
[6]缠绕管式换热器换热工艺研究[D]. 薛佳幸.兰州交通大学 2015
[7]螺旋缠绕管换热器传热数值模拟[D]. 马飞.郑州大学 2014
[8]螺纹螺旋管强化传热的数值模拟及场协同分析[D]. 淦吉昌.南昌大学 2012
[9]BOG再液化系统低温换热器传热特性数值模拟研究[D]. 徐启俊.华南理工大学 2012
[10]缠绕管式换热器计算方法研究[D]. 于清野.大连理工大学 2011
本文编号：3268014
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