螺旋角对六分型螺旋折流板换热器换热性能的影响

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作者 张翔 赵承志 +2 位作者 佀闻 胡志刚 栾德玉 《石油化工设备技术》 CAS 2024年第3期22-26,I0002,共6页

为探究螺旋角对六分型螺旋折流板换热器换热性能的影响,采用数值模拟的方法,以液态水为工作介质,对六分型螺旋折流板换热器在不同流量下的换热性能进行研究,分析螺旋角变化对于传热系数和换热综合性能的影响。结果表明:随着螺旋角的增大... 为探究螺旋角对六分型螺旋折流板换热器换热性能的影响,采用数值模拟的方法,以液态水为工作介质,对六分型螺旋折流板换热器在不同流量下的换热性能进行研究,分析螺旋角变化对于传热系数和换热综合性能的影响。结果表明:随着螺旋角的增大,换热管沿轴向的表面热流密度逐渐减小,壳程传热系数和压降也随之减小;换热综合性能指标h s/Δp和h s/Δp 1/3随螺旋角增大而增大,而在螺旋角β=25°的条件下,h s/Δp和h s/Δp 1/3显著下降。由此可知,选择较大螺旋角能够获得较好的换热性能。上述研究结果可为六分型螺旋折流板换热器的工程应用提供参考。 展开更多

关键词 螺旋折流板换热器 螺旋角 数值模拟 传热

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螺旋折流板换热器换热强化的数值研究 被引量：14

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作者 文键 杨辉著 +3 位作者 杜冬冬 薛玉兰 王萌萌 王斯民 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期43-48,共6页

针对目前常用螺旋折流板换热器壳程的一个螺距主要采用4块折流板结构而严重影响换热器性能的问题,提出了一种旋梯式折面折流板新结构,用来封闭原始折流板之间的三角漏流区,使壳程流体接近连续的螺旋状流动.模拟结果表明：采用旋梯式折... 针对目前常用螺旋折流板换热器壳程的一个螺距主要采用4块折流板结构而严重影响换热器性能的问题,提出了一种旋梯式折面折流板新结构,用来封闭原始折流板之间的三角漏流区,使壳程流体接近连续的螺旋状流动.模拟结果表明：采用旋梯式折面折流板代替原始的扇形折流板后,换热器壳程流体的切向和径向速度大幅提升,轴向速度略有降低;换热器总传热系数增加51.7％～66.1％,壳程压降增加159.8％～186.2％,换热器的热性能因子提高了10.4％～17.0％,平均增加14.1％.采用旋梯式折面折流板能有效提高螺旋折流板的换热性能,且具有定位和安装简单、方便等优点,对于换热器的节能优化设计具有重要的指导意义. 展开更多

关键词 螺旋折流板换热器 节能优化 三角漏流 换热强化

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旋梯式螺旋折流板换热器优化结构的数值模拟 被引量：16

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作者 文键 杨辉著 +2 位作者 王斯民 薛玉兰 杜冬冬 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期8-14,共7页

针对现有螺旋折流板换热器在相邻两块折流板的直边对接处形成三角区漏流而降低换热器换热性能的问题,提出了一种旋梯式螺旋折流板换热器,即旋梯式折面折流板由一块大平板经过两次弯折后形成,其中两平面与管束轴线垂直,另一平面与两平面... 针对现有螺旋折流板换热器在相邻两块折流板的直边对接处形成三角区漏流而降低换热器换热性能的问题,提出了一种旋梯式螺旋折流板换热器,即旋梯式折面折流板由一块大平板经过两次弯折后形成,其中两平面与管束轴线垂直,另一平面与两平面的夹角（折弯角）相同。对旋梯式螺旋折流板换热器的结构进行了计算流体力学模拟优化,结果表明：利用折面板结构及直边重叠特点,消除了三角区漏流,改善了壳程流场,使得换热器壳程流体流动更接近于螺旋流,换热得以强化;折弯度为0.3、切割百分数为90%、折弯角为37°时,旋梯式螺旋折流板换热器综合性能最优,换热器热性能因子提高了28.4%~30.7%,平均增加了29.9%。该结果可为螺旋折流板换热器的节能优化提供参考。 展开更多

关键词 旋梯式螺旋折流板换热器 结构优化 三角漏流 换热强化

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螺旋折流板换热器壳程流动与传热数值模拟研究 被引量：12

4

作者 徐百平 王铭伟 +1 位作者 江楠 朱冬生 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2005年第10期33-37,共5页

借助Fluent软件,建立了螺旋折流板换热器壳程通道的三维物理模型,采用RNGk-ε模型,对壳程内的流动与传热进行了数值模拟研究,得到了不同雷诺数下换热器内的速度矢量、温度分布,即平均阻力系数及Nu数。结果发现,壳程的流动为近螺旋线流动... 借助Fluent软件,建立了螺旋折流板换热器壳程通道的三维物理模型,采用RNGk-ε模型,对壳程内的流动与传热进行了数值模拟研究,得到了不同雷诺数下换热器内的速度矢量、温度分布,即平均阻力系数及Nu数。结果发现,壳程的流动为近螺旋线流动,存在局部回流与流线短路;流体在折流板迎风侧的流动较理想,但背风侧流动需要进一步改善。类比定律分析表明,螺旋折流板换热器的流动虽然比弓形折流板理想,但还远没有达到理想的协同状态。 展开更多

关键词 螺旋折流板 换热器 流体流动 传热 数值模拟 螺旋折流板换热器 数值模拟研究 流动与传热 壳程 Fluent软件

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三分螺旋折流板换热器壳侧换热系数的关联式 被引量：9

5

作者 李彦晴 陈亚平 +2 位作者 刘化瑾 王伟晗 周兵 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期149-153,共5页

对三分螺旋折流板换热器和对比方案弓形折流板换热器的传热和压降性能进行实验测试,其中,三分螺旋折流板换热器包括倾斜角分别为10,°15,°20°的扇形折流板,倾斜角为15°的椭圆折流板和倾斜角为20°的扇形搭接折流... 对三分螺旋折流板换热器和对比方案弓形折流板换热器的传热和压降性能进行实验测试,其中,三分螺旋折流板换热器包括倾斜角分别为10,°15,°20°的扇形折流板,倾斜角为15°的椭圆折流板和倾斜角为20°的扇形搭接折流板5种方案.实验结果表明,20°倾斜角扇形折流板方案的壳侧换热系数最高且压降较低;折流板轴向搭接方案并不合理;当量螺旋角对换热器的性能起决定作用.根据实验数据拟合出含有倾斜角修正因子的三分螺旋折流板换热器壳侧换热系数的关联式,所计算的10,°15°和20°扇形折流板方案的数值与实验值相比误差大多小于±10%. 展开更多

关键词 螺旋折流板换热器 三分螺旋折流板 倾斜角 当量螺旋角 性能实验

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螺旋折流板换热器结构参数多目标优化的数值模拟 被引量：8

6

作者 王斯民 王萌萌 +2 位作者 顾昕 简冠平 文键 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期14-19,109,共7页

针对螺旋角和搭接度对螺旋折流板换热器中的流体流动和传热特性具有重要影响的问题,采用数值模拟和多目标遗传算法优化结合的方法对螺旋折流板换热器的流动和传热特性进行了研究,并通过中心复合设计响应面法生成实验点进行了计算。研究... 针对螺旋角和搭接度对螺旋折流板换热器中的流体流动和传热特性具有重要影响的问题,采用数值模拟和多目标遗传算法优化结合的方法对螺旋折流板换热器的流动和传热特性进行了研究,并通过中心复合设计响应面法生成实验点进行了计算。研究表明:螺旋折流板换热器壳侧换热系数和压降均随螺旋角的增大而减小,随搭接度的增大而增大。由灵敏度分析可知,螺旋折流板换热器的换热系数和壳侧压降均与螺旋角呈负相关,与搭接度呈正相关,且二者对螺旋角的灵敏度更大。同时,由多目标遗传算法优化方法在连续的响应平面中得出使换热系数最大、壳侧压降最小时最优的3组结果,与原始结构相比,壳侧换热系数平均增加了28.3%,壳侧压降平均降低了19.37%,这对于螺旋折流板换热器结构参数的研究具有重要意义。 展开更多

关键词 螺旋折流板换热器 多目标优化 结构参数 响应平面

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螺旋折流板换热器壳侧流动的数值模拟 被引量：21

7

作者 邓斌 吴扬 陶文铨 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1106-1109,共4页

采用多孔介质、分布阻力模型、阶梯逼近技术对螺旋折流板换热器壳侧的流动进行了三维数值模拟,湍流方程组的求解采用了改进的k-ε模型和壁面函数法.数值模拟结果表明,在相同的进口内径及相同的进口流量条件下,螺旋折流板换热器壳侧的压... 采用多孔介质、分布阻力模型、阶梯逼近技术对螺旋折流板换热器壳侧的流动进行了三维数值模拟,湍流方程组的求解采用了改进的k-ε模型和壁面函数法.数值模拟结果表明,在相同的进口内径及相同的进口流量条件下,螺旋折流板换热器壳侧的压降明显低于弓形折流板换热器的,且随着螺旋角的增加,压降呈减小的趋势.在小流量条件下,计算所得的换热器进出口总压降与实验值之间的偏差大部分在14%以下,最大为18%,能符合工程计算的需要. 展开更多

关键词 螺旋折流板换热器 多孔介质模型 数值模拟

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连续螺旋折流板换热器动态特性的数值预测和分析 被引量：4

8

作者 吴峰 曾敏 +1 位作者 吴一宁 王秋旺 《动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期573-578,共6页

应用有限差分法对以水、油为换热工质的连续螺旋折流板换热器的动态特性进行了数值预测,提出了适用于单壳程多管程换热器的顺流、逆流串联的概念,并通过试验数据进行了校核,证明了计算模型的合理性。同时研究了壳侧流体纵向扩散效应、... 应用有限差分法对以水、油为换热工质的连续螺旋折流板换热器的动态特性进行了数值预测,提出了适用于单壳程多管程换热器的顺流、逆流串联的概念,并通过试验数据进行了校核,证明了计算模型的合理性。同时研究了壳侧流体纵向扩散效应、换热器管壁轴向导热性能及其热容等参数对换热器动态特性的影响规律,为壳管式换热器动态特性的相关研究提供了依据。 展开更多

关键词 工程热物理 连续螺旋折流板换热器 流量扰动 动态特性 数值预测 差分格式

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周向重叠三分螺旋折流板换热器性能比较 被引量：4

9

作者 董聪 陈亚平 +1 位作者 吴嘉峰 操瑞兵 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期793-797,共5页

对采用正三角形布管且螺距相同的4种螺旋折流板换热器方案,即倾斜角为20°三分周向重叠(20°TCO)、倾斜角为18°四分周向重叠(18°QCO)、倾斜角为18°首尾相连(18°QEE)以及螺旋角为18.4°的连续(18.4°... 对采用正三角形布管且螺距相同的4种螺旋折流板换热器方案,即倾斜角为20°三分周向重叠(20°TCO)、倾斜角为18°四分周向重叠(18°QCO)、倾斜角为18°首尾相连(18°QEE)以及螺旋角为18.4°的连续(18.4°CH)螺旋折流板换热器的流动和传热性能进行数值模拟.给出了子午切面、同心正六边形切面上速度矢量叠加压力或速度云图分布以及60°扇区的9根换热管和4层同心换热管层的局部热流密度分布.结果表明:每个螺旋周期中均存在二次流,非连续螺旋折流板V形缺口处存在"逆向泄漏",但4种方案中20°TCO方案泄漏量最少;20°TCO方案具有最大壳侧传热因子jo、摩擦系数fo和平均综合性能指标(jo/fo);18°QCO方案中的传热因子jo和摩擦系数fo其次;虽然18.4°CH方案摩擦系数fo最低,但其壳侧传热因子jo和平均综合性能指标(jo/fo)均最差. 展开更多

关键词 螺旋折流板换热器 三分折流板 四分折流板 连续折流板 相邻折流板周向重叠

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无短路区新型螺旋折流板换热器换热性能的实验研究 被引量：14

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作者 王斯民 文键 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期12-15,42,共5页

为了消除目前在工业过程中大量使用的螺旋折流板换热器壳程的三角区漏流,首次采用折面折流板代替平面折流板,对其进行了结构改进.通过采用折面折流板,封闭了相邻两块平面折流板在搭接处产生的三角形豁口,消除了由于豁口导致的壳程短路流... 为了消除目前在工业过程中大量使用的螺旋折流板换热器壳程的三角区漏流,首次采用折面折流板代替平面折流板,对其进行了结构改进.通过采用折面折流板,封闭了相邻两块平面折流板在搭接处产生的三角形豁口,消除了由于豁口导致的壳程短路流道,从而改进了换热器壳侧的流场.实验结果表明,用折面折流板代替平面折流板后,换热器的总传热系数增加了7.9%～9.7%,有效地提高了换热器的换热性能.虽然换热器壳程的阻力损失有所增加,但泵耗功率的增量小于2W,相对于换热量的增加可以忽略不计.此项研究对于换热器的节能优化设计具有重要的指导意义. 展开更多

关键词 螺旋折流板换热器 折面折流板 流场优化 节能

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螺旋折流板换热器的研究与进展 被引量：10

11

作者 潘振 陈保东 商丽艳 《节能技术》 CAS 2006年第1期81-85,共5页

本文介绍了螺旋折流板换热器的几何形状和流动原理,对其传热及压力降的研究现状进行了总结,与弓形折流板换热器相比,螺旋折流板换热器的最大优点降低阻力,增加传热系数。未来的研究重点是流动换热机理以及影响流动换热机理的因素。

关键词 螺旋折流板换热器 传热 压力降

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倾斜角对周向重叠三分螺旋折流板换热器性能的影响 被引量：2

12

作者 董聪 陈亚平 吴嘉峰 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期2133-2140,共8页

对倾斜角为16°,20°,24°,28°,32°单头(即16°CO,20°CO,24°CO,28°CO和32°CO)和32°双头(即2-32°CO)6种周向重叠三分螺旋折流板换热器(coth STHXs)以及作为对比的弓形折流板换... 对倾斜角为16°,20°,24°,28°,32°单头(即16°CO,20°CO,24°CO,28°CO和32°CO)和32°双头(即2-32°CO)6种周向重叠三分螺旋折流板换热器(coth STHXs)以及作为对比的弓形折流板换热器的进行数值模拟,并与已有的实验数据进行比较。采用速度矢量图和压力云图叠加速度矢量的方式分析特殊剖面上局部参数。研究结果表明:数值模拟结果与实际吻合良好。螺旋折流板方案壳侧通道存在迪恩涡二次流,相邻折流板重叠区内的管排可抑制缺口泄漏,周向重叠结构有利于强化传热;在相同流量下,壳侧换热系数随倾斜角的增大而减小。20°CO倾斜角方案的性能最优,在相同压降下,其壳侧换热系数比其他方案的系数高,且流道内的迪恩涡二次流明显较强。弓形折流板方案的性能最差,其流道中存在流动死区,且壳侧压降远高于所有螺旋折流板方案;在相同压降下,其壳侧换热系数最低,但在相同流量下的壳侧换热系数在所有方案中位列第3,紧随16°CO和20°CO方案之后。 展开更多

关键词 三分螺旋折流板换热器 倾斜角 周向重叠 二次流 缺口泄漏 相邻折流板 数值模拟

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螺旋折流板换热器折流板的数控加工 被引量：4

13

作者 王正方 王勇 曲大伟 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期106-111,共6页

螺旋折流板管壳式换热器比传统的弓形折流板换热器具有更高的换热效率,但是螺旋折流板结构实现起来十分困难,阻碍了其在工程上的应用。螺旋折流板在壳程内倾斜布置,与换热管交叉成一定角度,上面的孔为斜孔,采用传统的机械加工方法难以... 螺旋折流板管壳式换热器比传统的弓形折流板换热器具有更高的换热效率,但是螺旋折流板结构实现起来十分困难,阻碍了其在工程上的应用。螺旋折流板在壳程内倾斜布置,与换热管交叉成一定角度,上面的孔为斜孔,采用传统的机械加工方法难以实现。针对2管程换热器,将一个周期的折流板分为4块,对折流板上管孔的排布方式进行研究分析,找出规律,建立了数学模型,用EIA代码编制了数控加工程序。在MITSUBISHI操作系统的数控钻铣床上,采用特殊的刀具,将折流板点焊为一摞,装夹在旋转工作台上,使之与刀具成一个固定角度,实现了阶梯式螺旋折流板上孔的加工,解决了制造的难题,提高了生产效率和钻孔精度,为螺旋折流板管壳式换热器的推广应用提供了可能。 展开更多

关键词 折流板 螺旋折流板换热器 数控加工

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螺旋折流板换热器在发电厂应用的可行性 被引量：3

14

作者 陈亚平 董聪 +1 位作者 林丽 吴嘉峰 《锅炉技术》 北大核心 2014年第3期1-5,22,共6页

性能试验和数值模拟计算都表明,三分周向重叠螺旋折流板换热器是一种适合正三角形布管的自然分隔、可抑制逆向泄漏、零件较少、且其壳侧换热系数和单位压降的壳侧换热系数指标较高的结构型式。不仅可应用于发电厂的油冷却器、闭式冷却... 性能试验和数值模拟计算都表明,三分周向重叠螺旋折流板换热器是一种适合正三角形布管的自然分隔、可抑制逆向泄漏、零件较少、且其壳侧换热系数和单位压降的壳侧换热系数指标较高的结构型式。不仅可应用于发电厂的油冷却器、闭式冷却器等单相流体传热场合,而且可利用倾斜折流板的疏液和螺旋通道中离心力分离汽液作用来强化立式给水加热器的壳侧传热,为推广应用可以节省占地面积且维修方便的立式给水加热器开拓了新思路。 展开更多

关键词 螺旋折流板换热器 三分螺旋折流板 周向重叠 立式给水加热器 螺旋折流板加工

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螺旋折流板换热器的研究进展 被引量：10

15

作者 刘娇洋 江楠 《石油化工设备技术》 CAS 2009年第2期43-48,共6页

简述了螺旋折流板换热器的强化传热机理,介绍了近年来螺旋折流板换热器的发展,及几种不同螺旋折流板换热器的性能和螺旋折流板的制造工艺,简述了数值模拟技术在其研究中的应用,并对螺旋折流板换热器在工业中的应用作了简单介绍。

关键词 螺旋折流板换热器 强化传热 制造 工业应用

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适合于正三角形排列布管的螺旋折流板换热器 被引量：38

16

作者 陈亚平 《石油化工设备》 CAS 2008年第6期1-5,共5页

螺旋折流板换热器中流体以螺旋运动方式冲刷管束,克服了弓形折流板换热器中蛇形流动存在的局部压力损失、流动死角以及弓形缺口处部分管束支撑跨距过大易产生共振而造成振动破坏等缺点。针对绝大多数管壳式换热器都是正三角形排列布管... 螺旋折流板换热器中流体以螺旋运动方式冲刷管束,克服了弓形折流板换热器中蛇形流动存在的局部压力损失、流动死角以及弓形缺口处部分管束支撑跨距过大易产生共振而造成振动破坏等缺点。针对绝大多数管壳式换热器都是正三角形排列布管的特点,在1/4椭圆-扇形螺旋折流板基础上改进设计出三分椭圆螺旋折流板。三分椭圆螺旋折流板可按特定布管方式的自然间隔来分块,也可以采用1/3分区布管。此方案可以应用于几乎所有目前采用弓形折流板的正三角形排列布管的换热器场合,且管孔的定位划线和制造加工工艺容易实现。 展开更多

关键词 螺旋折流板换热器 三分椭圆折流板 正三角形排列 倾斜角

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螺旋折流板换热器的数值模拟及螺旋角对其性能的影响 被引量：2

17

作者 王艳云 刘红禹 +2 位作者 张立新 冯峰 刘佳宁 《管道技术与设备》 CAS 2016年第2期31-34,共4页

文中运用CFD数值模拟的方法对螺旋折流板换热器建立了数学模型,得出了螺旋角β=15°时螺旋折流板换热器壳程流体速度、温度、压力云图,从云图中可以看出,由于螺旋折流板的导流作用,壳程流体整体呈螺旋状流动,流动速度、温度和压力... 文中运用CFD数值模拟的方法对螺旋折流板换热器建立了数学模型,得出了螺旋角β=15°时螺旋折流板换热器壳程流体速度、温度、压力云图,从云图中可以看出,由于螺旋折流板的导流作用,壳程流体整体呈螺旋状流动,流动速度、温度和压力变化比较平缓,螺旋折流板附近不会形成流动死区。另外,在结构和操作条件相同的情况下,对螺旋角分别为9°~16°的情况下,对螺旋折流板换热器壳程的压力损失Δp和传热Nu的影响进行了分析比较。 展开更多

关键词 螺旋折流板换热器 螺旋角β 压力损失Δp NU

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螺旋折流板换热器对流传热特点分析 被引量：3

18

作者 常佳 马新灵 《炼油技术与工程》 CAS 2013年第10期14-17,共4页

利用计算流体力学(CFD)软件对8°折流板倾角的螺旋折流板换热器进行了壳程对流传热的数值模拟,通过与传热研究公司的HTRI软件计算结果的对比验证发现相关结果具有一致性。基于数值模拟结果,发现壳程流动呈现距壳体轴心越远流速越低... 利用计算流体力学(CFD)软件对8°折流板倾角的螺旋折流板换热器进行了壳程对流传热的数值模拟,通过与传热研究公司的HTRI软件计算结果的对比验证发现相关结果具有一致性。基于数值模拟结果,发现壳程流动呈现距壳体轴心越远流速越低,且换热效果越差的特点。借鉴"流路分析"的基本思想对上述问题进行了初步探讨,认为这是由于壳程主体螺旋流使得流经外侧管束的流体经过更多换热管管排,流经外侧管束的流体必须降低速度以维持其相同的进出口压力降,故外侧管束换热较差。这可能是较大壳体直径的螺旋折流板换热器表现不佳,故其在工程上使用较少的原因。同时发现经过一个螺旋周期后流场具有周期相似性,而这可以作为利用周期性边界条件对螺旋折流板换热器进行简化计算的依据。 展开更多

关键词 螺旋折流板换热器 对流传热 流路分析 CFD软件

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国内外螺旋折流板换热器技术创新综述 被引量：5

19

作者 张宇 《石油和化工设备》 CAS 2015年第10期94-96,共3页

本文论述了自上世纪九十年代初螺旋折流板换热器问世以来的发展状况,主要从结构设计技术创新的角度区分了各种螺旋折流板换热器升级换代产品的不同特点。

关键词 螺旋折流板换热器 三角漏流区 全封闭流道 技术创新

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螺旋折流板换热器的发展及其结构的特点和尺寸的计算 被引量：3

20

作者 韩岁平 薛显坤 +3 位作者 韩宝虎 张学刚 王影 马文斗 《石油和化工设备》 CAS 2016年第11期21-24,共4页

介绍了螺旋折流板换热器的起源与发展,叙述了螺旋折流板的结构特点和尺寸的计算,用实例对弓形折流板换热器和螺旋折流板换热器进行了对比,阐述了螺旋折流板换热器的优异性能以及螺旋折流板的主要制造方法。

关键词 螺旋折流板换热器 发展 结构特点 尺寸计算 折流板 制造

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