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大型纵流壳程换热器三维流动与传热数值模拟 被引量:26
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作者 王定标 胡祥报 +2 位作者 郭茶秀 董其伍 刘敏珊 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 2002年第3期13-18,共6页
针对目前弓形折流板管壳式换热器采用分布阻力、容积多孔度等概念来计算壳程流体流动的方法 ,根据纵流壳程换热器的结构特点和流动特点 ,探讨了大型纵流壳程换热器数值模拟的简化计算问题 ,提出了几何原型周期段模型简化计算法和四管模... 针对目前弓形折流板管壳式换热器采用分布阻力、容积多孔度等概念来计算壳程流体流动的方法 ,根据纵流壳程换热器的结构特点和流动特点 ,探讨了大型纵流壳程换热器数值模拟的简化计算问题 ,提出了几何原型周期段模型简化计算法和四管模型简化计算法 ,以解决大型纵流壳程换热器数值模拟问题 .并应用本文提出的简化计算法 ,应用通用CFD软件FLUENT对纵流壳程换热器不同结构参数时的流动与传热进行了数值模拟 ,得到了换热器流场与温度场的细观信息 。 展开更多
关键词 三维流动 传热 数值模拟 纵流壳程换热器 计算流体动力学
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纵流式换热器的结构研究进展 被引量:30
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作者 吴金星 董其伍 +1 位作者 刘敏珊 魏新利 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期306-309,337,共5页
纵流式换热器具有传热效率高、压降小、有效消除流体诱导振动等特点 ,因而在石化等行业中的应用越来越多。其结构的发展主要表现为高效换热管的应用和管束支撑物的变化。阐述了纵流式换热器的特点 ,介绍了高效换热管和管束支撑物的结构... 纵流式换热器具有传热效率高、压降小、有效消除流体诱导振动等特点 ,因而在石化等行业中的应用越来越多。其结构的发展主要表现为高效换热管的应用和管束支撑物的变化。阐述了纵流式换热器的特点 ,介绍了高效换热管和管束支撑物的结构及性能发展 ,指出了纵流式换热器的发展前景。 展开更多
关键词 纵流式换热器 结构 研究进展 换热器 管束支撑物
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杆栅支撑纵流壳程换热器壳侧流体流动与传热的数值模拟 被引量:22
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作者 董其伍 刘敏珊 赵晓冬 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期1073-1078,共6页
根据杆栅支撑纵流壳程换热器的结构特点对其进行简化,建立了周期性单元流道模型,应用CFD软件FLUENT对不同介质、不同Reynolds数、不同折流栅间距时的模型进行流动和传热的模拟、分析与比较,获得了流道内流体流动和传热的细观特征以及折... 根据杆栅支撑纵流壳程换热器的结构特点对其进行简化,建立了周期性单元流道模型,应用CFD软件FLUENT对不同介质、不同Reynolds数、不同折流栅间距时的模型进行流动和传热的模拟、分析与比较,获得了流道内流体流动和传热的细观特征以及折流栅间距的最优取值范围,为纵流壳程换热器的研究和应用提供了一定的参考. 展开更多
关键词 换热器 数值模拟 纵流 折流栅间距
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花瓣孔板纵流式换热器的研发及试验研究 被引量:12
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作者 吴金星 魏新利 +1 位作者 董其伍 刘敏珊 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期205-209,共5页
提高纵流式换热器在较低雷诺数下的传热效率,关键是改善换热器的管束支撑结构。为了解决现有杆式支撑流通面积大、扰流作用不足以及孔板式支撑结构复杂、加工困难的问题,在对折流杆和孔板支撑进行结构和性能分析的基础上,开发了一种结... 提高纵流式换热器在较低雷诺数下的传热效率,关键是改善换热器的管束支撑结构。为了解决现有杆式支撑流通面积大、扰流作用不足以及孔板式支撑结构复杂、加工困难的问题,在对折流杆和孔板支撑进行结构和性能分析的基础上,开发了一种结构相对简单的花瓣孔板支撑,并建立了纵流式换热器的试验模型和试验装置。通过对花瓣孔板与折流杆两种换热器进行对比试验,结果表明:在雷诺数Re=1900~7500范围内,二者的总传热系数K都随着雷诺数Re的提高而增大,花瓣孔板换热器比折流杆换热器的总传热系数K平均提高约40%,但压降稍大。可见,花瓣孔板换热器在较低雷诺数下具有良好的传热和压降综合性能,并且花瓣孔板的结构简单、制造方便。相邻两块花瓣孔板交错布置可实现换热管的全方位约束,因而具有良好的防振和抗振能力。 展开更多
关键词 纵流式换热器 花瓣孔板 折流杆 管束支撑 强化传热
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管内纵向涡强化换热的阻力特性 被引量:7
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作者 杨泽亮 罗福生 +1 位作者 栗艳 杨承 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期16-19,共4页
为探讨管内纵向涡强化换热的阻力特性,通过理论分析和实验研究,分析了管内雷诺数以及涡发生器的安放位置、间距、高度等参数对管内阻力的影响,得到了管内阻力的拟合公式.并列出图表进行比较分析,进而得到了管内纵向涡发生器强化传热的... 为探讨管内纵向涡强化换热的阻力特性,通过理论分析和实验研究,分析了管内雷诺数以及涡发生器的安放位置、间距、高度等参数对管内阻力的影响,得到了管内阻力的拟合公式.并列出图表进行比较分析,进而得到了管内纵向涡发生器强化传热的规律和阻力特性.结果表明:在同一雷诺数下,阻力系数随间距的变化呈一次线性关系;间距相同时,较高的发生器高度对雷诺数较大时的传热有更显著的强化效果;小于纵向涡影响区域的间距设置对于强化换热是不可取的. 展开更多
关键词 纵向涡发生器 强化换热 阻力特性
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纵流式换热器壳程层流流动与传热的数值模拟 被引量:7
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作者 吴金星 王定标 +2 位作者 董其伍 刘敏珊 魏新利 《石油机械》 北大核心 2002年第7期15-18,76,共4页
采用计算流体力学和数值传热学方法 ,对纵流式换热器的运行工况进行简化和假设 ,建立了壳程层流流动与传热的数学模型。为改进收敛性和提高计算精度 ,用算子分裂法和二阶时间精度离散格式等改进算法 ,用三维等参单元导出了离散化非线性... 采用计算流体力学和数值传热学方法 ,对纵流式换热器的运行工况进行简化和假设 ,建立了壳程层流流动与传热的数学模型。为改进收敛性和提高计算精度 ,用算子分裂法和二阶时间精度离散格式等改进算法 ,用三维等参单元导出了离散化非线性控制方程组 ,编制了数值模拟程序。对纵流式换热器壳程的流场和温度场进行了数值模拟研究 ,得到换热器内流体流动状态和热流分布 ,并分析了支撑结构的参数变化对流体流动和传热的影响。数值计算结果和实验数据吻合较好 。 展开更多
关键词 壳程 传热 数值模拟 纵流式换热器 层流流动传热导 数学模型
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网状孔板纵向流换热器壳程流体流动及换热的三维数值模拟 被引量:5
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作者 王翠华 张平 +1 位作者 吴剑华 张先珍 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1932-1936,共5页
利用Fluent软件对网状孔板纵向流换热器壳程流体流动及换热进行了三维数值模拟,得到了壳程流体温度场、速度场及压力场等细观信息。根据模拟的结果,揭示了网状孔板强化壳程流体换热的机理,分析了壳程流体沿轴向流动及换热的性能,总结了... 利用Fluent软件对网状孔板纵向流换热器壳程流体流动及换热进行了三维数值模拟,得到了壳程流体温度场、速度场及压力场等细观信息。根据模拟的结果,揭示了网状孔板强化壳程流体换热的机理,分析了壳程流体沿轴向流动及换热的性能,总结了近壁区流场及温度场的特点。 展开更多
关键词 纵向流换热器 网状孔板 强化换热 数值模拟
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空心环支承轴流式换热器壳程流体阻力系数 被引量:4
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作者 罗小平 邓先和 邓颂九 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期130-135,共6页
壳程轴流式换热器是70年代发展起来的一种新型换热器,其显著特点是流体阻力低,传热效率好,在大流量的场合较适用.实验结果表明,该类换热器阻力系数与管子的种类及排列方式等因素相关[门。
关键词 换热器 壳程 轴流式 阻力系数
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一种带状支撑的纵流壳程换热器热力特性分析 被引量:3
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作者 王永庆 靳遵龙 +2 位作者 郭晓迪 雷佩玉 郭月明 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2013年第4期77-80,共4页
以纵流壳程换热器作为研究对象,对一种带状支撑纵流壳程换热器的壳程流体流动与传热特性进行了数值研究与分析.基于纵流壳程换热器的特性,建立了带状支撑结构的计算模型,对其流体流动与传热进行了数值计算,得到了壳程流场和温度分布等... 以纵流壳程换热器作为研究对象,对一种带状支撑纵流壳程换热器的壳程流体流动与传热特性进行了数值研究与分析.基于纵流壳程换热器的特性,建立了带状支撑结构的计算模型,对其流体流动与传热进行了数值计算,得到了壳程流场和温度分布等细观信息.对带状支撑换热器在不同几何参数及工况情况下的热力性能进行了综合分析,并将其特性与折流杆式支撑壳程特性进行了对比分析.研究表明,在相同的流动条件下,带状支撑结构壳程内,流体具有较强的湍动度,增大了的换热效果. 展开更多
关键词 换热器 纵向流 带状支撑结构 热力特性
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新型纵流油冷却器壳程强化传热 被引量:2
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作者 刘世杰 莫逊 +2 位作者 涂爱民 朱冬生 谭连元 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期3475-3482,共8页
提出一种新型扭曲三叶管纵流油冷却器强化传热方案,对其壳程的传热与压降特性与扭曲椭圆管油冷却器和传统折流板油冷却器进行了实验对比分析。结果显示,在相同油流量下,扭曲三叶管油冷却器壳程的传热系数、压降和传热系数比压降值(h/Δp... 提出一种新型扭曲三叶管纵流油冷却器强化传热方案,对其壳程的传热与压降特性与扭曲椭圆管油冷却器和传统折流板油冷却器进行了实验对比分析。结果显示,在相同油流量下,扭曲三叶管油冷却器壳程的传热系数、压降和传热系数比压降值(h/Δp)分别比传统折流板油冷却器高138.7%~90.5%、19.6%~37.8%和77.2%~130.4%;分别比扭曲椭圆油冷却器高257.8%~298.6%、140.5%~158.4%和40.1%~65.7%,表明扭曲三叶管油冷却器具有很好的强化传热效果。并对其强化传热机理进行了分析,在壳程雷诺数(Re)为80~550的范围内,拟合获得了扭曲三叶管和扭曲椭圆管两种纵流油冷却器壳程努塞尔数(Nu)和摩擦因子(f)关联式。 展开更多
关键词 低雷诺数 纵流换热器 扭曲三叶管 油冷却器 强化传热
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花瓣状翅片管气体换热器(二)——横向与纵向冲刷花瓣状翅片管的强化传热性能比较 被引量:7
11
作者 詹清流 邓先和 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期10-13,共4页
以空气为介质,以纵向流动方式冲刷光滑管与花瓣状翅片管进行管壳式换热器壳程的传热强化与流阻性能实验研究。实验结果表明,与文(一)的横向冲刷情况相比,在相同功耗下,Re=2×104时,按实际换热面积计算,横向冲刷花瓣... 以空气为介质,以纵向流动方式冲刷光滑管与花瓣状翅片管进行管壳式换热器壳程的传热强化与流阻性能实验研究。实验结果表明,与文(一)的横向冲刷情况相比,在相同功耗下,Re=2×104时,按实际换热面积计算,横向冲刷花瓣状翅片管比光滑管提高给热系数135.8%,纵向冲刷花瓣管仅与光滑管的给热系数相当。文中通过设计实例的比较得到横向冲刷是花瓣管空冷器设计方案的较佳选择。 展开更多
关键词 翅片管 换热器 化工设备 传热 气体换热器
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一种新型纵向流管壳式换热器管束支承结构 被引量:13
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作者 严良文 王志文 《压力容器》 2003年第4期20-22,共3页
分析了纵流管壳式换热器的壳程管束支承的常见结构型式 ,通过对各种支承结构对壳程流体流动、传热和抗振等性能影响的定性比较 ,提出一种新型的支承结构型式 ,该结构不仅具有以往结构所具有的降低壳程流动阻力、节能和不易结垢等特点 ,... 分析了纵流管壳式换热器的壳程管束支承的常见结构型式 ,通过对各种支承结构对壳程流体流动、传热和抗振等性能影响的定性比较 ,提出一种新型的支承结构型式 ,该结构不仅具有以往结构所具有的降低壳程流动阻力、节能和不易结垢等特点 ,而且还具有单位面积上布管数多。 展开更多
关键词 纵流管壳式换热器 新型支承结构
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轴流型换热器进口段流阻 被引量:4
13
作者 罗小平 王军 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期2276-2279,共4页
The flow resistance of the inlet section of heat exchanger with longitudinal flow in shell side was studied with the distributed fluid flow method.Transverse velocity and longitudinal velocity were investigated,and th... The flow resistance of the inlet section of heat exchanger with longitudinal flow in shell side was studied with the distributed fluid flow method.Transverse velocity and longitudinal velocity were investigated,and the resistance coefficient of transverse flow was analyzed as well.Prediction was made for the flow resistance of inlet section based on a number of experiments and the corresponding equation was obtained.The deviation of the calculated results with the equation from the experiment data was less than 5%. 展开更多
关键词 轴流型换热器 阻力系数 LEBESGUE测度
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纵流式换热器壳侧支撑方式的数值研究 被引量:5
14
作者 汪淑奇 黄素逸 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1097-1103,共7页
提出了一种纵流式换热器壳侧交错短杆支撑方式,并对光滑传热管束的交错短杆、短管、方形折流杆3种管间支承方式及波纹管束自支承、混合管束自支承方式,在流动与传热充分发展区段,采用湍流模型、六面体网格,运用商业软件FLUENT进行了三... 提出了一种纵流式换热器壳侧交错短杆支撑方式,并对光滑传热管束的交错短杆、短管、方形折流杆3种管间支承方式及波纹管束自支承、混合管束自支承方式,在流动与传热充分发展区段,采用湍流模型、六面体网格,运用商业软件FLUENT进行了三维数值计算。对各种支撑方式在不同的支撑间距(Ls=4.56和9.13)、不同的Reynolds数(Re=2630、13150、26300、52600)下的传热特性、流动阻力特性、支撑的可靠性进行了优化研究。得出了各种支撑方式的壳侧Nu、压降及综合指标-h/(LΔp)与Re的关系。 展开更多
关键词 强化传热 数值研究 壳程纵流式换热器 管子支撑方式 压降
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轴流型管壳式换热器壳程入口段传热与流阻研究 被引量:1
15
作者 邓先和 黄思铭 邓颂九 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 1995年第2期17-23,共7页
报道轴流型管壳式换热器在壳程入口段的传热与流阻实验研究结果,包括入口段的流体阻力系数与传热膜系数分布。并对入口段与管束中间段的传热与流阻性能对比做了分析。
关键词 传热 换热器 流阻 轴流型 管壳式换热器
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纵流壳程换热器工艺设计优化算法 被引量:2
16
作者 董其伍 安万辉 刘敏珊 《压力容器》 北大核心 2008年第8期16-19,59,共5页
长期以来,换热器的工艺设计采用类比试算的设计方法,使设计人员把大量精力和时间消耗于重复的烦琐计算,虽可与CAD技术结合,但最终结果往往只是一种可行方案,并不是一种最优方案。由设备技术经济学和设备综合管理角度出发,以纵流壳程换... 长期以来,换热器的工艺设计采用类比试算的设计方法,使设计人员把大量精力和时间消耗于重复的烦琐计算,虽可与CAD技术结合,但最终结果往往只是一种可行方案,并不是一种最优方案。由设备技术经济学和设备综合管理角度出发,以纵流壳程换热器的设备投资作为目标函数,在多约束条件下,采用纵流壳程换热器传热系数及流体流动阻力的计算公式,对纵流壳程换热器的工艺设计进行了优化,设计过程一次完成,且能保证是约束条件下的最优设计方案。结果证明,优化算法有着传统算法不可比拟的优势,其设计思路同样可为设计其它型式换热器所借鉴。 展开更多
关键词 纵流壳程换热器 工艺设计 优化设计
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数值模拟技术在纵流式换热器上的应用进展 被引量:1
17
作者 汪春宇 李科群 关欣 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期423-428,共6页
纵流式换热器是一种耐压性能好、传热死区小、不易产生诱导震动而发生断管现象的高效换热器。在电力、石油、化工等行业的应用有逐渐上升的趋势。由于数值模拟具有形象直观、费用低、周期短、计算条件变化灵活等优点,在换热器的研究与... 纵流式换热器是一种耐压性能好、传热死区小、不易产生诱导震动而发生断管现象的高效换热器。在电力、石油、化工等行业的应用有逐渐上升的趋势。由于数值模拟具有形象直观、费用低、周期短、计算条件变化灵活等优点,在换热器的研究与设计中占有越来越重要的地位,本文综合近年来国内对纵流式换热器数值模拟分析的研究进展,对数值模拟的建模、管束的支撑元件的截面形状和支撑间距进行了分析。综合了几种纵流式换热器的在流动、传热、结构等方面表现的特性,指出了强化壳侧流体换热的途径和新型纵流式换热器的结构设计方向,并展望了纵流式换热器数值模拟的发展前景。 展开更多
关键词 纵流式 管壳式换热器 折流杆 异形孔板 计算流体动力学
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纵向导热对错流式微型换热器总包换热系数的影响 被引量:1
18
作者 袁希钢 段宏悦 罗灵爱 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1007-1012,共6页
采用三维数值模拟获得错流式微型换热器温度分布、总包传热系数和传热单元数,给出了总包传热系数关联式,通过一维对流-导热耦合模型给出纵向导热影响系数K.K为流体质量流量、流体比定压热容、流体和间壁固体热导率及换热器结构尺寸的函... 采用三维数值模拟获得错流式微型换热器温度分布、总包传热系数和传热单元数,给出了总包传热系数关联式,通过一维对流-导热耦合模型给出纵向导热影响系数K.K为流体质量流量、流体比定压热容、流体和间壁固体热导率及换热器结构尺寸的函数.用K和关联式求得的总包换热系数相乘的方法预测错流式微型多通道换热器的总包换热系数,与模拟结果吻合较好. 展开更多
关键词 错流 微换热器 纵向导热 总包换热系数
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纵流壳程换热器数值模拟的应用研究 被引量:13
19
作者 王定标 董其伍 +1 位作者 刘敏珊 李培宁 《郑州工业大学学报》 1999年第2期18-20,共3页
提出采用数值模拟的方法研究纵流壳程换热器,以克服实验研究方式的不足.利用相似理论,确定换热器的数值模拟模型,分析了各结构参数变化对其传热和流动性能的影响,结果表明:单排管间布杆、减小折流栅间距、增大管束长径比均有利于... 提出采用数值模拟的方法研究纵流壳程换热器,以克服实验研究方式的不足.利用相似理论,确定换热器的数值模拟模型,分析了各结构参数变化对其传热和流动性能的影响,结果表明:单排管间布杆、减小折流栅间距、增大管束长径比均有利于传热,但同时也增大了流动阻力;并利用最小二乘法,进一步回归出纵流壳程换热器层流下的传热和流动阻力的准数关联式. 展开更多
关键词 纵流壳程换热器 数值模拟 传热 换热器 流动阻力
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轴流管壳式换热器壳侧流体进/出口分布挡板的理论研究(英文) 被引量:2
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作者 曾文良 胡显平 邓先和 《陕西科技大学学报(自然科学版)》 2008年第6期51-57,共7页
大型、超大型壳程轴流管壳式换热器壳侧流体的流动分布不均严重影响着换热器的整体传热性能,而在壳侧入口和出口位置安装流体分布挡板是解决这一问题的方法之一.文中从流体分布挡板的影响参数入手,从理论上推导了挡板的开孔率与各种结... 大型、超大型壳程轴流管壳式换热器壳侧流体的流动分布不均严重影响着换热器的整体传热性能,而在壳侧入口和出口位置安装流体分布挡板是解决这一问题的方法之一.文中从流体分布挡板的影响参数入手,从理论上推导了挡板的开孔率与各种结构参数之间的数学模型,并且推导出优化的挡板设计参数方程,为壳侧流体的实验研究与数值研究提供了参考与方向. 展开更多
关键词 管壳式换热器 轴向流 流体分布 结构优化 理论模型
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