譽金機械運用cfd數值模擬方法,借助fluent數值模擬軟件對管殼式換熱器的三維模型進行模擬,通過對換熱器結垢和泄漏時的速度場、溫度場等分析,得出泄漏和結垢對換熱器流動傳熱性能的影響,為下一步利用熱工參數評價換熱器結垢和泄漏提供理論依據。主要內容如下:
1.管壁污垢對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律研究。
(1)考慮管壁污垢傳熱的影響,建立管殼式換熱器的三維流動傳熱模型;
(2)研究油田原穩站用油一油管殼式換熱器運行過程中,含砂對換熱器殼程流場分布的影響,冷凝器制造廠家,研究殼程流場內的含砂量分布情況;
(3)研究結垢厚度對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律。
2.管殼式換熱器內部換熱面泄漏對換熱器流動傳熱性能的影響規律研究。
(1)建立管殼式換熱器換熱面泄漏的三維流動傳熱物理模型:
(2)研究泄漏口尺寸對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律;
(3)研究泄漏口位置沿換熱器管長方向變化對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律;
(4)研究泄漏口所在換熱管沿換熱器管徑方向變化對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律;
(5)研究泄漏口數量對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律。
采用計算流體軟件對連續型螺旋折流板換熱器的流動傳熱特性進行了數值模擬研究,對連續型螺旋折流板換熱器的結構參數進行了優化分析研究。上海交通大學的曾偉平在研究板式換熱器的換熱和壓降過程中,先從單相流在板式換熱器流動出發,建立了單相的換熱和壓降模型,獲得某種具體板型的換熱及壓降關聯式系數,提出兩相流在板式換熱器中換熱的換熱關聯式和壓降公式。水一水換熱器,海水冷凝器,用扁換熱管代替圓換熱管使之兼有兩種換熱器的優點。為了便于對比,同時設計制造了一臺傳統管殼式換熱器。采用單相水為工質,冷凝器,對扁管殼式換熱器進行了大量的實驗研究,分析管程流量,殼程流量等因素對其傳熱和阻力性能的影響。
用ts模型和多模型組合預測冷凝器污垢。以實驗裝置中的3處壁溫、污管的出入口溫度、污管中流體的流速和污管熱阻為輸入,建立基于徑向基神經網絡的污垢預測模型,對篩選出的160組數據進行預測,與bp網絡相比,蒸發冷凝器,該網絡預測污垢熱阻的收斂速度和精度都優于bp網絡。早在上世紀六十年代就有學者首先提出污垢熱阻---間的變化是沉積率與剝蝕率之差這一結垢模型,將污垢熱阻---間的變化關系歸納為線性污垢模型、冪律污垢模型、降律污垢模型、漸近污垢增長模型,而且己有基于上述方法制成的儀器儀表,對污垢清洗具有重要的指導作用。但是,管殼式換熱器結垢對其內部流動換熱性能影響的研究相對較少。
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