圆管和扁形管的绕管式换热器壳侧流体降膜流动特性

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作者 薄守石 桑文蓉 +2 位作者 徐子涵 孙兰义 郝兆龙 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期62-69,共8页

为探究异型管绕管式换热器壳侧流体降膜流动和分布特性,建立了绕管式换热器三维物理模型,并基于流体体积(VOF)法多相流模型进行了数值模拟,对比分析了圆管和扁形管的管外流体降膜流动特性。结果表明:圆管和扁形管的管外轴向降膜流动分... 为探究异型管绕管式换热器壳侧流体降膜流动和分布特性,建立了绕管式换热器三维物理模型,并基于流体体积(VOF)法多相流模型进行了数值模拟,对比分析了圆管和扁形管的管外流体降膜流动特性。结果表明:圆管和扁形管的管外轴向降膜流动分布均呈现“波谷-波峰-波谷”形状;扁形管的管外流体降膜流动速度明显大于圆管;圆管的管外液膜最薄处为圆周角120°处,扁形管的管外液膜最薄处在90°~120°之间;随着管间距的增加,圆管和扁形管的管外液膜平均厚度均呈下降趋势,扁形管周向液膜平均厚度比等周长圆管小10%~29%;随着缠绕角的增加,扁形管的管周向液膜平均厚度比等周长圆管小4%~28%。因此,推荐使用扁形管替代圆管作为绕管式换热器的缠绕管。 展开更多

关键词 绕管式换热器 圆管 扁形管 液膜厚度 数值模拟 流体体积法

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镇海炼化Ⅱ加氢裂化装置换热器(E1001)放空接管泄漏原因分析及处理 被引量：5

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作者 吴庆洋 《石油化工设备技术》 CAS 2010年第4期63-66,共4页

简要介绍了Ⅱ加氢裂化装置的反应流出物/混合进料绕管式换热器(E1001)的结构及发生泄漏的部位,分析了放空管泄漏的原因,重点介绍了该换热器修复的难点及修复程序。

关键词 绕管式换热器放空接管 泄漏 原因分析 修复

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LNG绕管式换热器管侧冷凝流型数值模拟 被引量：9

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作者 鹿来运 陈杰 +4 位作者 浦晖 李书磊 邱国栋 蔡伟华 姜益强 《节能技术》 CAS 2016年第4期323-328,共6页

为了对液化天然气(LNG)用绕管式换热器管侧冷凝流型变化进行预测,本文用数值模拟的方法建立了基于VOF多相流、RSM湍流模型和Lee相变模型的冷凝计算模型,模拟了管侧三股流的冷凝流型,结果表明天然气在超临界压力下冷凝,气液物性接近,流... 为了对液化天然气(LNG)用绕管式换热器管侧冷凝流型变化进行预测,本文用数值模拟的方法建立了基于VOF多相流、RSM湍流模型和Lee相变模型的冷凝计算模型,模拟了管侧三股流的冷凝流型,结果表明天然气在超临界压力下冷凝,气液物性接近,流型均具有均匀混合的特性,可采用均相流方法来计算;预冷段和液化段轻烃混合冷剂的冷凝流型主要有雾状流、环状流和分层流,流速越大环状流占的比重越大。 展开更多

关键词 LNG 绕管式换热器 冷凝 流型 数值模拟

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不同螺旋缠绕异形管换热器壳程性能数值研究 被引量：1

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作者 叶金波 武祥 +1 位作者 张强 宋克伟 《兰州交通大学学报》 CAS 2024年第3期68-77,85,共11页

缠绕管的形状对螺旋缠绕管换热器的传热能力有重要影响,本文建立了具有不同截面形状的螺旋缠绕管换热器模型,数值研究了八种不同截面形状的缠绕管对螺旋缠绕管换热器壳程流动与传热性能的影响。相比于传统圆管,三叶管和水滴管对壳程流... 缠绕管的形状对螺旋缠绕管换热器的传热能力有重要影响,本文建立了具有不同截面形状的螺旋缠绕管换热器模型,数值研究了八种不同截面形状的缠绕管对螺旋缠绕管换热器壳程流动与传热性能的影响。相比于传统圆管,三叶管和水滴管对壳程流体造成的扰动较大,增强了螺旋缠绕管换热器的综合换热性能,而三叶管则具有最大换热能力。进一步分析了不同冲刷方式对螺旋三叶管换热器和螺旋水滴管换热器壳程性能的影响,结果表明:在相同的进口工况下,螺旋三叶管换热器壳程努塞尔数相比于传统圆管提高了11.8%~15.5%,阻力系数增大了41.9%~49.6%;螺旋水滴管换热器壳程努塞尔数相比于传统圆管提高了2.8%~4.3%,阻力系数增大了3.2%~6.8%;在雷诺数为2 603~5 206的工况条件下,管截面与流动方向夹角为0°的三叶管换热器综合换热性能最好,而管截面与流动方向呈逆流形式的水滴管换热器综合换热性能优于顺流形式。 展开更多

关键词 螺旋缠绕管 绕管式换热器 异形管 壳程 传热性能

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绕管式换热器壳侧流动及传热模拟与实验研究 被引量：5

5

作者 吴金星 刘少林 彭旭 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2019年第1期77-82,共6页

针对绕管式换热器的结构参数,建立不同管径(6 mm<d0<14 mm)、不同层间距(2 mm<S2<4.5 mm)和不同轴向间距(2 mm<Z<14 mm)的绕管式换热器的两层绕管几何模型.以水为换热介质,应用Fluent中Realizable k-ε湍流模型对绕... 针对绕管式换热器的结构参数,建立不同管径(6 mm<d0<14 mm)、不同层间距(2 mm<S2<4.5 mm)和不同轴向间距(2 mm<Z<14 mm)的绕管式换热器的两层绕管几何模型.以水为换热介质,应用Fluent中Realizable k-ε湍流模型对绕管式换热器的壳侧流体的流动及换热特性进行了数值模拟,分析了管径、层间距和轴向间距对努赛尔数、场协同数、损失率和综合换热性能评价因子的影响.结合数值模型制作了实验模型并开展了性能测试,将测得的实验数据和模拟结果进行了对比,结果表明,在研究范围内,当管径为6 mm、层间距为3.5 mm、轴向间距为14 mm时,综合换热性能评价因子有最大值,温度差值、压力降模拟结果与实验数据相差1～4℃、0.8～1.2 kPa. 展开更多

关键词 绕管式换热器 强化换热 数值模拟 换热性能评价

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横摇工况下FLNG绕管式换热器降膜流动换热数值模拟研究 被引量：5

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作者 李玉星 刘亮 +3 位作者 王少炜 朱建鲁 韩辉 孙崇正 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期184-191,共8页

绕管式换热器作为浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)的主低温换热器,研究其在海况条件下换热性能的变化对提高FLNG在海洋环境运行时的综合性能具有重要意义。本文以绕管式换热器内换热管的管外降膜流动换热过程为研究对象,建立了圆管与... 绕管式换热器作为浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)的主低温换热器,研究其在海况条件下换热性能的变化对提高FLNG在海洋环境运行时的综合性能具有重要意义。本文以绕管式换热器内换热管的管外降膜流动换热过程为研究对象,建立了圆管与椭圆截面正弦波管管外降膜流动换热模型,分析对比了水平静止和横摇工况下2种换热管的周向局部换热系数和平均换热系数。研究结果表明,在水平静止状态下,椭圆截面正弦波管的换热能力高于圆管。在横摇运动状态下,横摇最大倾斜角对椭圆截面正弦波管换热性能最恶劣时刻的周向局部换热系数影响较小,横摇周期对其几乎无影响;横摇时间、最大倾斜角和周期对圆管与椭圆截面正弦波管周向平均换热系数均无影响。对比分析表明,椭圆截面的抗晃荡能力稍逊于圆管,但晃荡工况下其换热性能仍高于圆管。本文研究结果对绕管式换热器的设计与性能优化具有一定参考价值。 展开更多

关键词 FLNG 绕管式换热器 圆管 椭圆截面正弦波管 换热系数 降膜流动 数值模拟 横摇工况

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绕管式换热器焊接结构的分析研究 被引量：2

7

作者 程光旭 叶士禄 《石油化工设备》 CAS 北大核心 1990年第4期35-36,34,共3页

介绍了大型高压、低温绕管式换热器的结构特点及其焊接技术,并从制造工艺角度对其主要焊接结构进行了初步评述。

关键词 绕管式 换热器 焊接 螺旋管式

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绕管式换热器管板应力的实验研究 被引量：2

8

作者 赵挺 杨仲民 丛敬同 《石油化工设备》 CAS 北大核心 1995年第1期31-33,共3页

采用组合式密封层和特制的引出导线密封装置，测定了在较高水压作用下的绕管式换热器的管板应力。测试结果表明，实验值与有限元计算值基本一致。

关键词 绕管式 换热器 管板 应力 有限元

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绕管式换热器壳侧冷剂流体均配性能模拟研究 被引量：2

9

作者 鹿来运 姜益强 +3 位作者 汪耀龙 花亦怀 刘凯月 郑文科 《节能技术》 CAS 2020年第5期476-480,F0003,共6页

绕管式换热器是天然气液化的主低温换热器,绕管式换热器壳侧冷剂流体的均配性能严重影响换热器的换热效率。为此本文建立了绕管式换热器仿真模型,利用FLUENT软件进行数值模拟研究,分析了不同流量及干度工况下壳侧两相冷剂流体流动的均... 绕管式换热器是天然气液化的主低温换热器,绕管式换热器壳侧冷剂流体的均配性能严重影响换热器的换热效率。为此本文建立了绕管式换热器仿真模型,利用FLUENT软件进行数值模拟研究,分析了不同流量及干度工况下壳侧两相冷剂流体流动的均配特性。模拟结果表明:干度小于0.5时,流体分配随流量增大而更均匀,径向上内、外侧质量流量较中间多;干度大于等于0.5时,流体均配程度基本稳定,随流量增加变化较小,径向上由内至外两相质量流量减少;质量流量不变时,流体分配随干度减少而更均匀。 展开更多

关键词 绕管式换热器 环形均流器 模拟研究 流动均配性 两相流动 离散系数

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绕管式换热器换热面积的一种简捷计算方法 被引量：2

10

作者 徐成良 丁国忠 《低温与特气》 CAS 2015年第1期1-4,共4页

通过对绕管式换热器的换热分析,将某大型缠绕管式低温换热器和船用LNG系统换热器进行简化分析计算,并分别与其设计值比较,两个结果均表明此种换热器简捷计算方法能简单明了算出换热面积,并与传统计算设计值精度相当,满足设计计算要求,... 通过对绕管式换热器的换热分析,将某大型缠绕管式低温换热器和船用LNG系统换热器进行简化分析计算,并分别与其设计值比较,两个结果均表明此种换热器简捷计算方法能简单明了算出换热面积,并与传统计算设计值精度相当,满足设计计算要求,给换热器设计计算提供了参考。 展开更多

关键词 绕管式换热器 换热面积 简捷计算方法

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板翅式换热器和绕管式换热器在FLNG装置中的应用前景分析 被引量：1

11

作者 陈宾 张姝妍 +2 位作者 李林源 张振友 张攀峰 《石油和化工设备》 CAS 2022年第12期110-111,121,共3页

天然气液化工艺能耗高、投资大,对换热器的效率有非常高的要求,海上FLNG处理厂对换热器的抗晃动性提出了新的要求。国际上LNG工厂常用的换热器类型为板翅式和绕管式换热器两种,本文通过对两种换热器抗晃动性能的比较,分析两种换热器在F... 天然气液化工艺能耗高、投资大,对换热器的效率有非常高的要求,海上FLNG处理厂对换热器的抗晃动性提出了新的要求。国际上LNG工厂常用的换热器类型为板翅式和绕管式换热器两种,本文通过对两种换热器抗晃动性能的比较,分析两种换热器在FLNG装置中的应用前景。 展开更多

关键词 板翅式换热器 绕管式换热器 抗晃性 FLNG

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绕管式换热器局部结构强度数值模拟计算 被引量：2

12

作者 张晓慧 密晓光 +1 位作者 鹿来运 苏清博 《能源与节能》 2022年第1期58-60,共3页

绕管式换热器作为LNG工厂的核心设备,其设备的强度可靠性是影响设备寿命的关键性因素。对运行过程中中心筒的结构强度和管束与管板间连接处的结构强度进行了有限元计算。计算结果表明,中心筒与筒体连接处加厚处理可满足材料强度要求,管... 绕管式换热器作为LNG工厂的核心设备,其设备的强度可靠性是影响设备寿命的关键性因素。对运行过程中中心筒的结构强度和管束与管板间连接处的结构强度进行了有限元计算。计算结果表明,中心筒与筒体连接处加厚处理可满足材料强度要求,管束与管板连接处结构强度满足标准要求。 展开更多

关键词 绕管式换热器 有限元 结构 LNG

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大化肥装置中绕管式换热器金属材料分析

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作者 程光旭 李光泽 +1 位作者 杨杰辉 郁永章 《石油化工设备》 EI CAS 2000年第1期42-44,共3页

针对前西德林德（Ｌｉｎｄｅ） 公司制造的大化肥装置用绕管式换热器，就所使用的金属材料进行了初步评述，并与我国相应或接近的材料略作对比。对实现高压绕管式换热器的国产化，使大化肥成套装置的技术水平赶上世界先进水平，减少重... 针对前西德林德（Ｌｉｎｄｅ） 公司制造的大化肥装置用绕管式换热器，就所使用的金属材料进行了初步评述，并与我国相应或接近的材料略作对比。对实现高压绕管式换热器的国产化，使大化肥成套装置的技术水平赶上世界先进水平，减少重复引进，节约外汇支出，具有重要的经济意义。 展开更多

关键词 换热器 化肥装置 金属材料 绕管式

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大型绕管式换热器在煤化工项目中的应用 被引量：2

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作者 宋全祝 《神华科技》 2017年第3期74-78,共5页

大型绕管式换热器是煤化工项目的关键设备,研究其工艺要求和结构特点,优化绕管式换热器工艺流程,强化设备设计、制造和运行质量控制,降低了设备投资,满足了设备长期稳定运行的需要。对于大型绕管式换热器设计、制造、运行,都具有一定的... 大型绕管式换热器是煤化工项目的关键设备,研究其工艺要求和结构特点,优化绕管式换热器工艺流程,强化设备设计、制造和运行质量控制,降低了设备投资,满足了设备长期稳定运行的需要。对于大型绕管式换热器设计、制造、运行,都具有一定的借鉴和指导意义。 展开更多

关键词 绕管式换热器 工艺要求 结构特点 质量保证

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LNG绕管式换热器管侧流动与传热实验台设计及验证 被引量：9

15

作者 李丰志 于佳文 +4 位作者 鹿来运 姜益强 蔡伟华 陈明 浦晖 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期98-102,共5页

绕管式换热器是天然气液化的核心设备,然而目前中国天然气液化用大型绕管式换热器的实验研究比较薄弱,相关设计工作的指导理论还不完善.为研究液化天然气(LNG)绕管式换热器管侧流动与传热特性,提出一种可以模拟LNG绕管式换热器实际运行... 绕管式换热器是天然气液化的核心设备,然而目前中国天然气液化用大型绕管式换热器的实验研究比较薄弱,相关设计工作的指导理论还不完善.为研究液化天然气(LNG)绕管式换热器管侧流动与传热特性,提出一种可以模拟LNG绕管式换热器实际运行工况的实验方法,并完成实验台的设计、搭建及调试工作.为保证实验数据的准确性,以液相丙烷为实验介质,对其在不同工况下的传热系数进行实测,并将实验所得传热系数与在相同工况下由经典的管内传热关联式计算所得传热系数进行对比.结果表明:实验台可以稳定工作,实验工况可以达到LNG绕管式换热器的实际运行工况,实验测试值与相同工况下的关联式计算值偏差在±10%以内.说明实验台精度较高,实验数据可靠,为LNG绕管式换热器管侧冷凝流动与传热特性的深入研究奠定了实验基础. 展开更多

关键词 液化天然气绕管式换热器 管侧 实验台 设计 验证

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LNG绕管式换热器壳侧单相传热模型的优化 被引量：10

16

作者 季鹏 李玉星 +1 位作者 朱建鲁 王武昌 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期21-26,共6页

天然气液化工艺中绕管式换热器的壳侧热力计算是当前亟待解决的问题之一,针对低温工况下壳侧传热模型的研究尚不多见,需要选取出适用的传热模型准确计算传热系数,为天然气液化工艺中绕管式换热器的设计选型和热力校核提供依据。本文比... 天然气液化工艺中绕管式换热器的壳侧热力计算是当前亟待解决的问题之一,针对低温工况下壳侧传热模型的研究尚不多见,需要选取出适用的传热模型准确计算传热系数,为天然气液化工艺中绕管式换热器的设计选型和热力校核提供依据。本文比较分析了现有壳侧单相传热模型的优缺点,结合绕管式换热器壳侧低温实验数据,筛选出了适用于天然气液化预冷段的壳侧传热模型,并进行了优化。结果表明:对于天然气液化预冷段的壳侧传热系数计算,Abadzic传热模型计算精度最高、偏差范围最小、适用性最佳;Abadzic传热模型粘度修正后计算精度提高约50%,天然气液化预冷段的粘度修正系数可估算为1.05。 展开更多

关键词 传热系数 绕管式换热器 液化天然气 壳侧

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运行参数对绕管式换热器环形均布器均布性能影响模拟研究 被引量：4

17

作者 Noé-Landry-Privace M’Bouana 郑文科 +3 位作者 崔奇杰 陈杰 蔡伟华 姜益强 《节能技术》 CAS 2018年第1期58-62,共5页

本文提出了一种适用于绕管式换热器的两相均布装置—环形均布器。为了研究运行参数对其均布性的影响,基于VOF两相流及Realizable k-ε湍流模型,研究了环形均布器模型在不同运行条件下的均布性能。模拟结果表明:随着气相入口速度的增大,... 本文提出了一种适用于绕管式换热器的两相均布装置—环形均布器。为了研究运行参数对其均布性的影响,基于VOF两相流及Realizable k-ε湍流模型,研究了环形均布器模型在不同运行条件下的均布性能。模拟结果表明:随着气相入口速度的增大,环形均布器的液相均匀性先变好后变差;随着液相入口压力的增大,环形均布器的液相均匀性得到改善。 展开更多

关键词 环形均布器 绕管式换热器 两相流 均匀性 数值模拟 VOF模型

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LNG绕管式换热器壳程两相降膜换热的数值模拟 被引量：2

18

作者 董龙飞 刘坤 《石油化工高等学校学报》 CAS 2020年第5期80-85,共6页

随着LNG的发展与应用,对绕管式换热器的需求越来越大,而绕管式换热器换热性能的优劣将严重影响着液化工艺的水平。建立了绕管式换热器壳侧两相对流换热模型,利用FLUENT软件模拟分析了不同结构参数对换热器换热性能的影响。研究发现,换... 随着LNG的发展与应用,对绕管式换热器的需求越来越大,而绕管式换热器换热性能的优劣将严重影响着液化工艺的水平。建立了绕管式换热器壳侧两相对流换热模型,利用FLUENT软件模拟分析了不同结构参数对换热器换热性能的影响。研究发现,换热器壳侧换热系数随质量流量的增大而增大,随缠绕角和换热管间距的增大而减小,随换热管管径的增大而增大。 展开更多

关键词 绕管式换热器 两相 壳侧 对流 换热系数

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绕管式换热器在天然气处理中的应用浅析 被引量：7

19

作者 王楚琦 马颖 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 2014年第6期602-606,共5页

绕管式换热器应用于天然气处理工艺时效果不稳定,频繁出现冻堵且换热效率大幅度下降。通过分析绕管式换热器结构及除垢工艺,掌握其换热和运行、维护的特点,并以克拉美丽天然气处理厂的原料气预冷器为例,找出冻堵和换热效率低的原因,结... 绕管式换热器应用于天然气处理工艺时效果不稳定,频繁出现冻堵且换热效率大幅度下降。通过分析绕管式换热器结构及除垢工艺,掌握其换热和运行、维护的特点,并以克拉美丽天然气处理厂的原料气预冷器为例,找出冻堵和换热效率低的原因,结合绕管式换热器和天然气处理工艺特点提出了关于绕管式换热器应用的建议:根据气质条件确定换热器物流安排;严格控制原料气杂质含量;均匀注入防冻剂,为绕管式换热器在天然气处理工艺中的安全平稳运行及节能提供了解决方案。 展开更多

关键词 绕管式换热器 天然气 处理工艺

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绕管式换热器壳侧汽化模拟时的液滴粒径研究

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作者 吴志勇 张安昊 +2 位作者 国慧敏 建伟伟 蔡伟华 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期49-56,共8页

使用ANSYS CFX软件下的欧拉模型对绕管式换热器壳侧乙烷剪切汽化流动进行了数值模拟,对控制方程组中影响相间作用的离散相液滴粒径展开了研究。从能量守恒角度推导出离散液相平均粒子直径公式,通过引入热相变比参数得以简化计算液相平... 使用ANSYS CFX软件下的欧拉模型对绕管式换热器壳侧乙烷剪切汽化流动进行了数值模拟,对控制方程组中影响相间作用的离散相液滴粒径展开了研究。从能量守恒角度推导出离散液相平均粒子直径公式,通过引入热相变比参数得以简化计算液相平均粒子直径,实现对壳侧剪切流汽化换热过程准确模拟,换热模拟偏差在±20%范围内。壳侧冷剂入口干度和工作压力是影响热相变比的主要因素,以入口干度和汽相密度为自变量对热相变比进行公式拟合,给出了适用于变工况下的热相变比计算式。 展开更多

关键词 绕管式换热器 剪切流 汽化换热 平均粒子直径 热相变比

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