不同螺旋缠绕异形管换热器壳程性能数值研究 被引量：1

1

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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LNG缠绕管式换热器试验研究中的热物性计算方法 被引量：15

2

作者 陈永东 吴晓红 周兵 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期92-97,131-132,共6页

在基本负荷型的LNG工厂中,多股流缠绕管式换热器是应用最广泛的主低温换热器,多组分介质在管程和壳程的传热与流动特性是主低温换热器试验研究的关键,而混合介质的热物性(密度、动力黏度、导热系数、比热容)对试验研究的影响较大。为此... 在基本负荷型的LNG工厂中,多股流缠绕管式换热器是应用最广泛的主低温换热器,多组分介质在管程和壳程的传热与流动特性是主低温换热器试验研究的关键,而混合介质的热物性(密度、动力黏度、导热系数、比热容)对试验研究的影响较大。为此,在考虑了压力对气态混合物热物性计算影响的情况下,对气态和液态混合介质的4种基本热物性的计算方法进行了提炼、集成,并将计算结果与HYSYS的计算结果进行了比较,结果表明:相关的热物性计算方法是可行的,计算误差均控制在工程允许范围内。该计算方法为国内开发大型冷塔提供了技术支撑,有助于早日实现LNG缠绕管式换热器冷塔的国产化。 展开更多

关键词 LNG 主低温换热器 缠绕管式换热器 传热 流动特性 混合介质 热物性 计算方法

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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

3

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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缠绕管排列方式对缠绕管式换热器内壳程流场影响的数值模拟 被引量：5

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作者 田杨 范军领 +2 位作者 李升大 陈光辉 李建隆 《青岛科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第4期98-104,共7页

采用SolidWorks建立了3种不同换热管排列方式缠绕管式换热器的物理模型,利用Fluent流场模拟软件,考察了缠绕管式换热器内管排列方式及入口流速对壳侧流动、传热性能的影响。模拟结果表明:与平行排列方式相比,采用错位排列方式时由于缠... 采用SolidWorks建立了3种不同换热管排列方式缠绕管式换热器的物理模型,利用Fluent流场模拟软件,考察了缠绕管式换热器内管排列方式及入口流速对壳侧流动、传热性能的影响。模拟结果表明:与平行排列方式相比,采用错位排列方式时由于缠绕管的导流作用,管间存在较大的径向速度,促进缠绕管外侧流体与缠绕管周围流体的混合,管后低速区面积亦大大减少,强化了流体传热;温度分布更加均匀。基于换热器评价体系对模型进行了评价比较,入口流速超过0.3m·s^(-1)时,错位排列的换热器的努塞尔数最高、平行排列最低;交叉排列的换热器的阻力系数比其它两种方式略高;PEC指数计算结果表明:错位排列方式的PEC指数最高,当入口流速为0.9m·s^(-1)时,大约高出25%,具有更好的传热性能。 展开更多

关键词 缠绕管式换热器 排列方式 传热 数值模拟 湍流

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低温液氮用系列缠绕管式换热器的研究与开发 被引量：5

5

作者 张周卫 李跃 +1 位作者 汪雅红 薛佳幸 《石油机械》 2015年第6期117-122,共6页

论述了低温制冷领域内的低温液氮用系列缠绕管式换热器的研究开发现状及进展。举例说明一级回热三股流换热器、二级回热四股流换热器、三级回热五股流换热器以及多股流回热主换热器等多股流、多相流、低温高压交叉换热用低温液氮缠绕管... 论述了低温制冷领域内的低温液氮用系列缠绕管式换热器的研究开发现状及进展。举例说明一级回热三股流换热器、二级回热四股流换热器、三级回热五股流换热器以及多股流回热主换热器等多股流、多相流、低温高压交叉换热用低温液氮缠绕管式换热设备的基本设计方法及内部多股流换热工艺流程,阐述了不同制冷剂及不同用途的低温液氮用缠绕管式换热器和螺旋缠绕管束总体结构特征及工作原理。最后展望了低温液氮系列缠绕管式换热器的重要研究方向及需要进一步解决的关键科学问题。研究内容可为低温液氮领域内缠绕管式换热器的设计计算提供参考。 展开更多

关键词 缠绕管式换热器 低温液氮 合成气 净化气 展望

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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

6

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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NB/T 10938-2022《绕管式热交换器》标准简介

7

作者 赵国栋 刘福录 +2 位作者 马一鸣 邢玲 侯岩 《石油化工设备》 CAS 2023年第3期67-72,共6页

NB/T 10938—2022《绕管式热交换器》是国内外发布的首部绕管式热交换器产品标准。从编制角度对其背景、原则及主要技术规定进行了介绍。从适用范围、术语与定义、通用要求、材料及设计几个方面辨析了NB/T 10938—2022主要技术规定与TSG... NB/T 10938—2022《绕管式热交换器》是国内外发布的首部绕管式热交换器产品标准。从编制角度对其背景、原则及主要技术规定进行了介绍。从适用范围、术语与定义、通用要求、材料及设计几个方面辨析了NB/T 10938—2022主要技术规定与TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB/T 150.1~150.4—2011《压力容器》、GB/T 151—2014《热交换器》、GB/T 27698.1—2011《热交换器及传热元件性能测试方法第1部分:通用要求》以及GB/T 27698.8—2011《热交换器及传热元件性能测试方法第8部分:热交换器工业标定》的关联内容。从分类、热交换器的型号、换热管排列形式、绕管式热交换器管板计算、换热管要求、中心筒的要求,安装、使用和维护,附录等规定探讨了绕管式热交换器设计要点。NB/T 10938—2022的发布和实施标志着我国绕管式热交换器的建造和使用进入了新阶段。 展开更多

关键词 热交换器 绕管式 标准

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中国大型LNG/FLNG绕管换热器研发进展与工业化应用 被引量：1

8

作者 陈杰 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期168-183,共16页

大型LNG/FLNG绕管换热器是FLNG和大型LNG生产建设的核心装备,技术门槛高,长期由美国APCI和德国Linde公司垄断。本文全面回顾了中国在大型LNG/FLNG绕管换热器研发和工业化应用方面的最新进展,主要包括:①构建了适用于烷烃工质冷凝与沸腾... 大型LNG/FLNG绕管换热器是FLNG和大型LNG生产建设的核心装备,技术门槛高,长期由美国APCI和德国Linde公司垄断。本文全面回顾了中国在大型LNG/FLNG绕管换热器研发和工业化应用方面的最新进展,主要包括:①构建了适用于烷烃工质冷凝与沸腾流动的高精度数值模拟方法,提升了数值计算的准确性和稳定性,数值模拟结果与实验数据相对误差在±20%以内;揭示了晃动及结构参数对烷烃工质复杂相变流动传热的影响机制,建立了烷烃工质复杂相变流型转换准则与分流型的流动换热关联式;开发了具有自主知识产权的大型LNG/FLNG绕管换热器仿真设计软件,其仿真结果与现场运行数据平均相对误差小于5%。②研制了300 m以上超长无缝换热铝合金管及3种适用于LNG/FLNG绕管换热器的新型均布器,形成了基于铝换热管的大型LNG/FLNG绕管换热器结构优化设计技术,开发出了中国首套全铝制30万m3/d LNG/FLNG绕管换热器,通过了CCS认证,并制定了相关企业标准。③搭建了全球首个LNG/FLNG绕管换热器工业化测试平台,完成了首套全铝制30万m3/d LNG/FLNG绕管换热器静止和晃荡工业化应用测试,结果表明国产LNG/FLNG绕管换热器在换热等方面性能良好。相关研究成果为未来自主设计和建造大型LNG/FLNG绕管换热器奠定了基础。 展开更多

关键词 南海 LNG FLNG 绕管换热器 低温试验和模拟 冷凝与沸腾流动 相变流型转换准则 流动换热关联式 仿真设计软件 铝换热管 工业化测试平台

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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

9

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

10

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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甲苯歧化装置的用能分析和节能改造

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作者 李良 陈英建 《石油石化绿色低碳》 2018年第6期8-12,38,共6页

利用夹点技术对甲苯歧化装置换热网络进行分析,确定其潜在节能量为28 723.44 kW及用能不合理的位置。缠绕管换热器换热系数高、抗结垢性能优异,因此提出该装置换热网络的改造方案为更换反应进料/反应出料换热器为缠绕管式换热器,以降低... 利用夹点技术对甲苯歧化装置换热网络进行分析,确定其潜在节能量为28 723.44 kW及用能不合理的位置。缠绕管换热器换热系数高、抗结垢性能优异,因此提出该装置换热网络的改造方案为更换反应进料/反应出料换热器为缠绕管式换热器,以降低其热端温差。介绍了节能改造后缠绕管换热器热端温差、管程压差、壳程压差、反应加热炉温升等情况,改造后年创效益1 364.20万元,换热器改造投资回收期约2年。 展开更多

关键词 缠绕管式换热器 夹点技术 换热网络 节能

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三级PFHE型DMR双混合制冷剂LNG低温液化工艺研究 被引量：1

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作者 王军强 张周卫 +2 位作者 汪雅红 陈联 殷丽 《真空与低温》 2020年第2期125-130,共6页

研究以板翅式主液化换热器(PFHE)为核心的DMR双混合制冷剂LNG液化工艺:预冷段采用重组分高沸点C2H6-C3H8-C4H10三元混合制冷剂节流制冷循环,液化及过冷段采用轻组分低沸点CH4-C2H4-N2三元混合制冷剂制冷循环;PFHE型DMR液化流程采用三级... 研究以板翅式主液化换热器(PFHE)为核心的DMR双混合制冷剂LNG液化工艺:预冷段采用重组分高沸点C2H6-C3H8-C4H10三元混合制冷剂节流制冷循环,液化及过冷段采用轻组分低沸点CH4-C2H4-N2三元混合制冷剂制冷循环;PFHE型DMR液化流程采用三级板翅式换热器作为主液化装置,内含两段相对独立的三元混合制冷剂制冷循环。结果表明,PFHE型DMR液化工艺可以完全替代缠绕管式(MCHE型)DMR液化工艺,与C3/MR工艺相比可有效地提高系统的制冷效率;三级PFHE结构简单紧凑,换热效率高,比MCHE型DMR液化工艺具有更高的传热效率,主换热面积更小。 展开更多

关键词 液化天然气 板翅式主换热器 双混合制冷剂 缠绕式主换热器

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