考虑物性变化及壳体传热的新型板壳式换热器板程流动传热数值模拟 被引量：1

1

作者 孙超 艾诗钦 刘月婵 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1676-1689,共14页

板壳式换热器以优越的换热性能和耐温耐压性在化工生产等领域有着广阔的应用前景。本文采用可实现k⁃ε湍流模型结合增强壁面函数,对一种新型板壳式换热器板程流动与传热特性进行数值模拟研究,讨论了介质物性变化及壳体传热的影响,并与... 板壳式换热器以优越的换热性能和耐温耐压性在化工生产等领域有着广阔的应用前景。本文采用可实现k⁃ε湍流模型结合增强壁面函数,对一种新型板壳式换热器板程流动与传热特性进行数值模拟研究,讨论了介质物性变化及壳体传热的影响,并与已有实验进行验证。重点分析了不同波纹高度在不同入口流速下的流动传热特性,基于场协同理论揭示了速度场与温度场及压强场协同分布规律。结果表明:流动传热计算不能忽略流体介质物性变化及壳体传热的影响;增大波纹高度流态由曲折流向十字交叉流转变,板间流体分布趋于均匀,换热性能增大;沿沟槽形成连续的涡结构,在触点周围形成具有周期性和中心对称的高剪切涡量集中区,垂直于流动方向场协同呈现周期性变化,波纹高度越高周期性越明显;在波纹核心流域内因流动与热流相似,其协同程度变差。 展开更多

关键词 板壳式换热器 波纹高度 三场协同 流动传热 数值模拟

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板壳式换热器传热准则关系式的分析与实验研究 被引量：10

2

作者 刘家瑞 赵巍 +2 位作者 黄晓东 张华 余晓明 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期469-475,共7页

假设板壳式换热器为特殊板式换热器,介绍了板壳式换热器传热准则关系式的研究方法.分析比较了壁面温度测定法、等雷诺数法、威尔逊法和等流速法等的适用性,确定了利用等流速法来进行实验研究,并分别进行了测定实验和验证实验,测定实验... 假设板壳式换热器为特殊板式换热器,介绍了板壳式换热器传热准则关系式的研究方法.分析比较了壁面温度测定法、等雷诺数法、威尔逊法和等流速法等的适用性,确定了利用等流速法来进行实验研究,并分别进行了测定实验和验证实验,测定实验控制进出口流速相同,验证实验控制热侧流速不变,改变冷侧流速,采用实验获得的数据拟合传热准则关系式,计算出传热系数的相对误差.结果表明:传热系数的相对误差小于5%,所得传热准则关系式是合理的,表明板式换热器的研究方法适用于板壳式换热器. 展开更多

关键词 板壳式换热器 等流速法 传热准则关系式 传热系数

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一种板壳式换热器壳程物流分配特性的模拟与优化 被引量：9

3

作者 刘家瑞 赵巍 +1 位作者 黄晓东 张华 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期3569-3576,共8页

以一种板壳式换热器壳程为研究对象,建立了几何模型并进行了数值模拟,通过对各流道的流量偏差和相对标准差的计算,分析了壳程物流分配的特性,并总结了物流分配特性对换热器的传热效率、整体效能以及压降的影响。模拟与分析结果显示:换... 以一种板壳式换热器壳程为研究对象,建立了几何模型并进行了数值模拟,通过对各流道的流量偏差和相对标准差的计算,分析了壳程物流分配的特性,并总结了物流分配特性对换热器的传热效率、整体效能以及压降的影响。模拟与分析结果显示:换热器壳程存在严重的物流分配不均匀现象,这种现象会造成换热器整体效能的下降,同时造成压降的大幅升高,但是对于传热效率的影响很小,总换热量偏移不足3%。为了改善物流分配带来的影响,提高换热器的性能,通过在入口处设置封头和圆弧状条纹板对换热器壳程来进行优化设计。优化分析结果表明:该设计可以改善换热器物流分配不均匀性,并能使换热器效能下降明显降低,压降相对减小,可以为板壳式换热器的优化提供参考。 展开更多

关键词 板壳式换热器 物流分配 传热 数值模拟 优化设计

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一种板壳式换热器传热准则关系式的实验分析 被引量：5

4

作者 刘家瑞 赵巍 +2 位作者 黄晓东 张华 余晓明 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期893-900,共8页

基于板式换热器的研究成果,对板壳式换热器进行实验研究,利用等流速法求解传热准则关系式.通过控制冷流体、热流体流速相同,对1/1流程组合的板壳式换热器进行实验,并对比和分析实验数据.结果表明:利用板式换热器的经验值拟合得到的传热... 基于板式换热器的研究成果,对板壳式换热器进行实验研究,利用等流速法求解传热准则关系式.通过控制冷流体、热流体流速相同,对1/1流程组合的板壳式换热器进行实验,并对比和分析实验数据.结果表明:利用板式换热器的经验值拟合得到的传热准则关系式在不同定性温度下并不相同;1/1流程组合板壳式换热器冷流体、热流体的传热准则关系式的参数均为定值,即系数为0.182 5,雷诺数指数为0.75,普朗特数指数为0.34;板壳式换热器的传热准则关系式与板程流程数无关,且与壳程1流程和2流程也无关,但与3流程和4流程则呈现出系数相关的结论,3流程和4流程的系数分别为1流程的0.82倍和0.68倍. 展开更多

关键词 板壳式换热器 传热准则关系式 等流速法 流程数 定性温度

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全焊接板壳式换热器入口处温度的数值模拟 被引量：4

5

作者 施卿海 苏文献 +1 位作者 许斌 范斌 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2013年第1期77-81,共5页

以计算流体力学的FLUENT软件为工具,在全焊接板壳式换热器整体温度分布数值模拟的基础上,对过热蒸汽入口处的板束温度分布进行了分析.研究了入口处的质量流速、入口直径与板束间温差应力的关系.结果表明:在设计时,开孔率在70%左右较为合... 以计算流体力学的FLUENT软件为工具,在全焊接板壳式换热器整体温度分布数值模拟的基础上,对过热蒸汽入口处的板束温度分布进行了分析.研究了入口处的质量流速、入口直径与板束间温差应力的关系.结果表明:在设计时,开孔率在70%左右较为合适,质量流速应在保证工艺要求的情况下尽可能减少.这对解决全焊接板壳式换热器入口处温差应力过大导致的破坏问题具有一定的参考价值. 展开更多

关键词 全焊接板壳式换热器 入口处 数值模拟 温差应力

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人字形角对导孔型板壳式换热器壳程流体流动与传热特性的影响 被引量：13

6

作者 王珂 孙光毅 +2 位作者 安博 代雪颖 刘遵超 《压力容器》 北大核心 2023年第3期7-15,共9页

以导孔型板壳式换热器为研究对象,通过数值模拟探究了双人字形板波纹角度的变化对壳程流体流动、传热性能的影响,采用粒子图像测速(PIV)对壳程流场分布和流速进行了试验验证。结果表明:PIV试验与数值模拟得到壳侧速度矢量分布一致,轴向... 以导孔型板壳式换热器为研究对象,通过数值模拟探究了双人字形板波纹角度的变化对壳程流体流动、传热性能的影响,采用粒子图像测速(PIV)对壳程流场分布和流速进行了试验验证。结果表明:PIV试验与数值模拟得到壳侧速度矢量分布一致,轴向速度的平均误差为2.93%,最大相对误差为13.24%。与矩形板式换热器不同的是,导孔型板壳式换热器的换热能力和压降损失随着角度的增大而提升,在β=60°达到临界点,随后随着β的增大换热能力有所削弱。壁面平均涡强Se与换热效率Nu存在对应关系,Nu随着Se的增大而增大,拟合的关联式误差在±9%以内。此外,在研究范围内,不同β下的综合性能随着质量流量m的增加而减小,β=30°时综合性能最好,该研究结果可为工业设计选择提供参考。 展开更多

关键词 板壳式换热器 人字形角度 流动特性 板片结构 粒子图像测速

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新型板壳式换热器壳程流动与换热的数值模拟 被引量：12

7

作者 陈武滨 江楠 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期30-34,共5页

提出一种新型的板壳式换热器,建立2种不同板束截面形式的换热器模型,利用FLUENT软件对壳程流体的流动和换热进行数值模拟,从多个方面对板壳式换热器壳程湍流流动与强化传热进行了探讨。模拟结果表明,由于换热板片特殊的蜂窝结构,靠近板... 提出一种新型的板壳式换热器,建立2种不同板束截面形式的换热器模型,利用FLUENT软件对壳程流体的流动和换热进行数值模拟,从多个方面对板壳式换热器壳程湍流流动与强化传热进行了探讨。模拟结果表明,由于换热板片特殊的蜂窝结构,靠近板片壁面的流体产生了明显的周期性波浪式流动,这种流动加剧了流体的湍流强度及边界层的扰动,起到了壳程强化传热的效果。对于2种不同截面形式的换热器,圆形截面形式的换热器壳程空间利用率较高,流体流动充分,热交换效果更好,在同流量下,其壳程对流换热系数比方形截面形式的高35%—40%,压降高17%—19%,单位压降下的壳程对流换热系数高15%—19%。该数值模拟结果对板壳式换热器的研究具有一定的理论意义和工程实用价值。 展开更多

关键词 板壳式换热器 蜂窝板 数值模拟

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板壳式换热器与电厂低压加热器无铜化 被引量：5

8

作者 陈亚平 徐礼华 +1 位作者 周强泰 施明恒 《锅炉技术》 北大核心 2002年第2期4-7,共4页

为满足电厂加热器无铜化的需求 ,探讨了采用一种适合凝结过程强化传热的双尺度波纹板的板壳式换热器的可能性。由于它在强化传热、紧凑、长寿命、低成本等方面的突出优点 ,有工程开发应用价值。

关键词 板壳式换热器 低压加热器 波纹板

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紧凑型板壳式换热器导流结构优化设计 被引量：2

9

作者 刘敏珊 孙爱芳 董其伍 《压力容器》 北大核心 2006年第8期32-35,共4页

对于紧凑型板壳式换热器,导流结构的优化设计是至关重要的。对常用导流筒进行流体动力学分析,发现存在严重的物流分配不均现象。介绍了一种新的导流结构,流体动力学分析显示该结构可显著提高流体进入内筒的均匀性。将流体动力学分析与... 对于紧凑型板壳式换热器,导流结构的优化设计是至关重要的。对常用导流筒进行流体动力学分析,发现存在严重的物流分配不均现象。介绍了一种新的导流结构,流体动力学分析显示该结构可显著提高流体进入内筒的均匀性。将流体动力学分析与优化设计技术相结合,介绍了基于ANSYS-APDL的优化过程,以流体不均匀性最小为优化目标,建立合理的优化数学模型,获得最优化结构设计。 展开更多

关键词 导流筒 优化设计 紧凑型板壳式换热器 流体动力学分析

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新型波纹板壳式换热器的研制 被引量：3

10

作者 陈亚平 徐礼华 周强泰 《锅炉技术》 北大核心 2001年第1期13-16,共4页

介绍作者研制的一种新型波纹板壳式换热器。由于它在高效、紧凑、长寿命、低成本以及不仅适合常规传热，而且适合液膜传热传质等方面的突出优点，其工程应用范围十分宽广。

关键词 板壳式换热器 强化传热 波纹 液膜传热传质

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特殊板壳式换热器封板的有限元模拟及强度研究 被引量：1

11

作者 孙爱芳 刘敏珊 董其伍 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2008年第4期295-299,共5页

对于板壳式换热器中的特殊开口封板,利用APDL语言(ANSYS parametric design language)实现全参数化驱动的三维有限元模型,通过三维有限元模拟,并对关键区域作路径分析,获得封板的应力分布规律.实验结果验证了数值模拟的有效性.经过分析... 对于板壳式换热器中的特殊开口封板,利用APDL语言(ANSYS parametric design language)实现全参数化驱动的三维有限元模型,通过三维有限元模拟,并对关键区域作路径分析,获得封板的应力分布规律.实验结果验证了数值模拟的有效性.经过分析,归纳出封板中的应力影响因素,提出工程关联式模型.以不开口区环板上的最大综合应力为研究对象,对封板进行参数化数值分析,并对数值模拟结果进行数据处理与拟合,得到封板强度计算工程算式.拟合公式所得数据与原模拟数据相比,平均绝对误差为0.238 MPa,平均相对误差为1.8%,这对于工程应用已经足够精确,可为新产品的工程应用提供参考. 展开更多

关键词 板壳式换热器 封板 有限元模拟 强度

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大型轧制焊接板壳式换热器的研制 被引量：2

12

作者 张迎恺 《石油机械》 北大核心 2001年第5期27-28,39,共3页

新研制的大型轧制焊接板壳式换热器集板式换热器和管壳式换热器的优点于一体 ,既保留了前者高效传热的特点 ,又继承了后者压力壳承压能力高和密封性好的长处 ,增强了对炼油工艺的适用性。这种板壳式换热器的结构研究主要针对板程和壳程... 新研制的大型轧制焊接板壳式换热器集板式换热器和管壳式换热器的优点于一体 ,既保留了前者高效传热的特点 ,又继承了后者压力壳承压能力高和密封性好的长处 ,增强了对炼油工艺的适用性。这种板壳式换热器的结构研究主要针对板程和壳程的结构形式 ,管板的分析计算以及板束与壳体热膨胀差的平衡。较长板片的连续压制成型和薄板片间的焊接是制造该换热器的关键技术。这种换热器比立管式换热器的传热效率高 2～ 4倍 ,占地面积减少 50 %以上 ,每年节省加热炉燃油费、电费等约 35万元 ,操作费约 展开更多

关键词 轧制 焊接 板壳式换热器 特点 传热效率

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新型全焊板壳式换热器及其应用 被引量：5

13

作者 朱玉琴 《西北电力技术》 2002年第3期40-41,46,共3页

介绍了新型全焊板壳换热器的结构及其独特性能以及在热电联产供热系统首站中的应用,全面比较了各项使用性能。指出新型全焊板壳换热器是热电联产集中供热系统中最有发展前景的高效换热器之一。

关键词 全焊板壳式换热器 传热效率 城市集中供热 热电联产

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板壳式换热器在低温甲醇洗装置贫富液换热工况的应用 被引量：2

14

作者 蒋燕 胡艳泳 +2 位作者 王怀振 刘嘉钰 栾辉宝 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2022年第1期37-42,共6页

针对煤制氢装置中低温甲醇洗贫富液换热器工况,采用FLUENT软件,对设计的板型进行了仿真计算,获得了传热计算数据,据此,设计了适用于低温甲醇洗贫富液换热工况的板壳式换热器,并将结果与现场的管壳式换热器进行对比。通过对比发现,板壳... 针对煤制氢装置中低温甲醇洗贫富液换热器工况,采用FLUENT软件,对设计的板型进行了仿真计算,获得了传热计算数据,据此,设计了适用于低温甲醇洗贫富液换热工况的板壳式换热器,并将结果与现场的管壳式换热器进行对比。通过对比发现,板壳式换热器相比管壳式换热器具有占地面积小,节省投资等优势,具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 贫富液换热器 板壳式换热器 管壳式换热器

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一种新型换热器——板壳式换热器 被引量：2

15

作者 冯骉 徐涵庆 顾瑾 《食品与机械》 CSCD 1997年第4期35-36,共2页

目前食品工业中最常用的换热器是列管式换热器和板式换热器。板式换热器与列管式换热器相比最突出的优点是结构紧凑,传热系数高。

关键词 食品机械 换热器 板壳式换热器

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绝热状态下板壳式换热器壳侧的流型与压降 被引量：1

16

作者 吴鹏飞 王科 赵珏 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期3042-3049,共8页

实验研究了板壳式换热器波纹通道内垂直向上气-液两相流动的流型和压降特性,讨论了圆形波纹通道内流型特征及转变机理,根据相界面形态特征将流型划分为泡状流、弹状流、膜状流和搅混流;同时分析了流型与压降之间的关系,发现泡状流中的... 实验研究了板壳式换热器波纹通道内垂直向上气-液两相流动的流型和压降特性,讨论了圆形波纹通道内流型特征及转变机理,根据相界面形态特征将流型划分为泡状流、弹状流、膜状流和搅混流;同时分析了流型与压降之间的关系,发现泡状流中的压降波动幅值最小,弹状流与膜状流次之,搅混流中压降波动幅值最大;获得了波纹通道内单相以及气-液两相压降的分布规律,拟合了单相压降关联式,并基于Lockhart-Martinelli理论,通过分析两相摩阻系数与Martinelli参数的关系拟合了波纹通道内两相流动压降关联式,发现Chisholm参数C的值与Chisholm最初建议的光滑管内层流-层流的值接近。 展开更多

关键词 气液两相流 微通道 流型转变 板壳式换热器 垂直向上流动

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三效溴化锂制冷机研发的新思路——换热器板壳化 被引量：9

17

作者 陈亚平 张宝怀 施明恒 《流体机械》 CSCD 2002年第12期58-60,30,共4页

分析了板壳式换热器结构的特点 ,提出了板壳式换热器在三效溴化锂制冷机中的应用的新思路 。

关键词 板壳式换热器 溴化锂制冷机 板片波形 传热面板板束

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全焊接板式换热器在煤制乙二醇装置中的应用 被引量：1

18

作者 钱泰磊 郑伟业 +2 位作者 迟浩淼 叶晶 陈宁衡 《化工设备与管道》 CAS 2016年第2期16-19,共4页

国内煤制乙二醇装置中工艺介质对铁离子含量有严格要求,且多具有腐蚀性,要求换热器与工艺介质接触的部分使用不锈钢材质,使得换热器的一次性投资成本过高。某公司200 kt/a煤制乙二醇装置采用可拆全焊接板式换热器及板壳式换热器作为换... 国内煤制乙二醇装置中工艺介质对铁离子含量有严格要求,且多具有腐蚀性,要求换热器与工艺介质接触的部分使用不锈钢材质,使得换热器的一次性投资成本过高。某公司200 kt/a煤制乙二醇装置采用可拆全焊接板式换热器及板壳式换热器作为换热设备用于装置中,运行状况良好,设备一次性投资、设备重量、占地面积、运行维护费用以及装置停车时间等都大为降低。 展开更多

关键词 板式换热器 全焊接 板壳式换热器 煤制乙二醇装置 腐蚀

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板壳式溴化锂吸收式制冷机—紧凑化的选择 被引量：7

19

作者 陈亚平 张宝怀 施明恒 《流体机械》 CSCD 2001年第3期57-59,共3页

介绍了作者研制的一种新型溴化锂吸收式制冷机。这种新型溴冷机的换热器全部由板壳式换热器组成 ,传热面为矩形不锈钢波纹板片 ,并采用了电阻缝焊工艺 ,具有结构紧凑、耐腐蚀、寿命长和制造成本较低等优点。

关键词 板壳式过换热器 溴化锂制冷机 结构设计 紧凑化 中央空调

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蜂窝板内流动与传热的数值模拟及结构优化 被引量：1

20

作者 陈武滨 江楠 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1200-1204,共5页

利用Fluent软件,采用正交设计方法,对9种不同结构参数的板壳式换热器蜂窝板内的流动与传热进行数值模拟。模拟结果表明,蜂窝板内呈特定形状分布的蜂窝迫使流体和蜂窝点不断相碰撞形成射流,产生局部小漩涡,加剧了流体的湍流强度及边界层... 利用Fluent软件,采用正交设计方法,对9种不同结构参数的板壳式换热器蜂窝板内的流动与传热进行数值模拟。模拟结果表明,蜂窝板内呈特定形状分布的蜂窝迫使流体和蜂窝点不断相碰撞形成射流,产生局部小漩涡,加剧了流体的湍流强度及边界层的扰动;在蜂窝高度、蜂窝间距和焊点直径3个影响因素中,蜂窝高度是影响蜂窝板传热系数、压降及综合性能的最主要因素;蜂窝高度越小的蜂窝板能获得较高的传热系数,但会产生较大的压降,使综合性能降低,在实际应用中应根据具体情况选择合理的结构参数搭配。 展开更多

关键词 Fluent软件 蜂窝板 数值模拟 正交设计 板壳式换热器

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