用CO_2-空气换热器冷却燃机进口空气的实验研究

1

作者 何明勋 陶正良 +1 位作者 江薛麟 张健 《流体机械》 CSCD 北大核心 2006年第12期10-12,4,共4页

对CO2-空气换热器进行了研究和试验，得出了该类型换热器的传热和阻力特性曲线以及温度场分布规律。实验发现空气经冷却后压力损失比未冷却时有5％～10％的减小，而传热因子j和阻力因子f，随换热条件的改变而基本保持不变。将实验结果... 对CO2-空气换热器进行了研究和试验，得出了该类型换热器的传热和阻力特性曲线以及温度场分布规律。实验发现空气经冷却后压力损失比未冷却时有5％～10％的减小，而传热因子j和阻力因子f，随换热条件的改变而基本保持不变。将实验结果与参考文献数据相比较，发现阻力因子f与参考文献基本吻合，而传热因子j有所减小。 展开更多

关键词 紧凑式换热器 板翅式换热器 燃气轮机 进口空气冷却 CO2

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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

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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

3

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

4

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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带中心管的固定式换热器管板分析设计方法 被引量：8

5

作者 薛明德 徐锋 李世玉 《压力容器》 北大核心 2005年第1期16-21,共6页

对带中心管 (尺寸大于其它换热管 )的固定式换热器建立了力学模型 ,提出了该类型换热器管板的一种分析设计方法与相应的计算公式 ,并对三个不同参数的该类型换热器进行了算例分析 ,分析表明 :中心管存在只对其附近的管板应力有较大影响 ... 对带中心管 (尺寸大于其它换热管 )的固定式换热器建立了力学模型 ,提出了该类型换热器管板的一种分析设计方法与相应的计算公式 ,并对三个不同参数的该类型换热器进行了算例分析 ,分析表明 :中心管存在只对其附近的管板应力有较大影响 ,且影响范围较小。 展开更多

关键词 管壳式换热器 管板 分析设计 板壳理论

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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

6

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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三效溴化锂制冷机研发的新思路——换热器板壳化 被引量：9

7

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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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

8

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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蜂窝紧凑结构螺旋板换热器 被引量：12

9

作者 宋虎堂 李培宁 《压力容器》 北大核心 2010年第4期13-15,4,共4页

高效、紧凑换热器是目前最有发展前途的新型换热设备,综合吸纳了板式、板翅式及螺旋板换热器的优点,开发出一种新型蜂窝紧凑结构螺旋板换热器,详细介绍了该换热器的结构特点、优越性及应用场合,便于更好地推广应用。

关键词 螺旋板换热器 紧凑结构 蜂窝式

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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

10

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

11

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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高温紧凑板翅式换热器稳态和动态性能的研究 被引量：4

12

作者 王礼进 张会生 翁史烈 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期255-258,264,共5页

建立了紧凑板翅式换热器的动态数学模型.为了满足系统快速动态仿真的需要,采用容阻特性建模技术建立了紧凑板翅式换热器的仿真模型.在相同的运行条件下,对不同的高温板翅固体材料进行了稳态和动态仿真研究.结果表明:在不同的材料条件下... 建立了紧凑板翅式换热器的动态数学模型.为了满足系统快速动态仿真的需要,采用容阻特性建模技术建立了紧凑板翅式换热器的仿真模型.在相同的运行条件下,对不同的高温板翅固体材料进行了稳态和动态仿真研究.结果表明:在不同的材料条件下,高温板翅式换热器的稳态性能基本相同;但不同材料的动态特性时间不同,硅碳陶瓷材料具有较小的延迟时间,常规高温合金材料延迟较大. 展开更多

关键词 工程热物理 紧凑板翅式换热器 高温 容阻特性建模 板翅材料 性能

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管壳式换热器传热效率影响因素及数值模拟分析 被引量：14

13

作者 王庆锋 庞鑫 赵双 《石油机械》 2015年第10期102-107,共6页

多数管壳式换热器基于传统的经验设计方法,换热器质量大且能耗高。鉴于此,采用Fluent仿真模拟的方法,研究了换热管类型、折流板间距、折流板切率变化与换热器对流传热系数的关系,并用HTFS工程软件进行了模型验证。研究结果表明,采用特型... 多数管壳式换热器基于传统的经验设计方法,换热器质量大且能耗高。鉴于此,采用Fluent仿真模拟的方法,研究了换热管类型、折流板间距、折流板切率变化与换热器对流传热系数的关系,并用HTFS工程软件进行了模型验证。研究结果表明,采用特型管(如波节管和波纹管等)代替光管,可以增强管内流体扰动,提高湍流程度,增大管程对流传热系数,但同时也增大了压降;折流板间距越大,壳程对流传热系数越小,压降也越小,当折流板间距为330 mm时,换热器最高效,此时换热器在较小的压降下可以获得较大的对流传热系数;折流板切率越大,压降越小,当管束错流流速与折流窗口流速相等时,壳程对流传热系数最大,折流板切率35%为最优值,换热器效率最高。最后提出了管壳式换热器优化设计方法,将优化设计的换热器用于某化肥厂氮氢气压缩机级间冷却,同等热负荷条件下换热面积减小了21.37%。研究结果为换热器的结构参数优化提供了依据。 展开更多

关键词 管壳式换热器 特型管 折流板间距 折流板切率 对流传热系数 数值模拟

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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

14

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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固定管板分析设计软件的开发 被引量：6

15

作者 李永泰 黄金国 《化工设备与管道》 CAS 2005年第3期55-59,共5页

以JB4732标准附录I为基本依据,开发了管板延长部分法兰、管板与壳体法兰贴面焊、平齐焊(或浅嵌入焊)和不带法兰四种结构固定管板设计的计算软件,许用应力可按GB150选取(常规设计),也可JB4732选取(分析设计),并给出计算实例。

关键词 固定管板 软件 弹性基础板 管箱 壳体 换热管束 膨胀节 计算方法 换热器 化工设备

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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

16

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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蜂窝板内流动与传热的数值模拟及结构优化 被引量：1

17

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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大型轧制焊接板壳式换热器的研制 被引量：2

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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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经孔板形成旋转流的管壳式换热器壳程传热及流阻的研究

19

作者 邓先和 徐国想 陆恩锡 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期30-34,39,共6页

对螺旋折流孔板管壳式换热器壳程的传热与流体阻力做了研究 ,给出换热器壳程传热与流阻的计算关联式 ,并采用实验模型对换热器壳程流体旋转流的阻力系数与传热管的局部传热系数做了测试 。

关键词 管壳式换热器 螺旋折流孔板 旋转流 传热性能 流路 流阻 壳程

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应用遗传算法优化设计紧凑式换热器 被引量：5

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作者 崔永正 任禾盛 郝桂梅 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期739-743,共5页

应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器的结构进行了优化设计.以预定的传热量、两侧压降、体积等设计要求为适应度函数,通过对设计变量构成的种群个体进行适应度评估以及选择、交叉、变异等遗传操作,得到符合设计约束的换热器最优结构参数(... 应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器的结构进行了优化设计.以预定的传热量、两侧压降、体积等设计要求为适应度函数,通过对设计变量构成的种群个体进行适应度评估以及选择、交叉、变异等遗传操作,得到符合设计约束的换热器最优结构参数(如翅高、翅长、间距,以及长、宽、高等).此外,对10次计算得到的设计参数进行了统计分析.结果表明:相关结构参数的不确定度很小,应用遗传算法可以快速方便地对紧凑式换热器的几何结构参数作出符合设计要求的选择. 展开更多

关键词 工程热物理 紧凑式换热器 遗传算法 优化设计 锯齿型板翅式换热器

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