蒸汽冷凝器承诺守信

采用计算流体软件对连续型螺旋折流板换热器的流动传热特性进行了数值模拟研究，对连续型螺旋折流板换热器的结构参数进行了优化分析研究。上海交通大学的曾伟平在研究板式换热器的换热和压降过程中，先从单相流在板式换热器流动出发，建立了单相的换热和压降模型，获得某种具体板型的换热及压降关联式系数，提出两相流在板式换热器中换热的换热关联式和压降公式。水一水换热器，用扁换热管代替圆换热管使之兼有两种换热器的优点。为了便于对比，同时设计制造了一台传统管壳式换热器。对于管壳式换热器的流动传热特性，综合以上，将己有的研究分为三部分:(1)利用FLUENT数值模拟软件对管壳式换热器进行数值模拟，得到了符合实际的换热器流动传热性能。采用单相水为工质，对扁管壳式换热器进行了大量的实验研究，分析管程流量，壳程流量等因素对其传热和阻力性能的影响。

建立了一种复杂的数学模型，用于预测套管式换热器内流体的流动及传热特性的数学模型，包括计算流体力学模型和计算传热学模型。其中，计算传热学模型中的瑞流扩散系数是利用温度方差和温度方差耗散率来求解，而不是利用通常采用的数假设值或实验测定值来求解。分析换热器的物理模型，对模型进行适当的简化，分别对换热器的管侧和壳侧的温度场进行分析，研宄传热管束内部的传热过程，同时分析换热器壳侧不同位置处的换热情况。对换热器的出口平均温度进行分析，分析出口平均温度与设计温度之间的误差，评价换热器的换热性能。换热器体积巨大，换热管直径与换热器长度的比值小，利用CFD前处理软件对其进行网格处理困难，网格数量太多，对计算机配置的要求非常高。对换热器壳侧的速度场进行研究，分析换热器的结构对自然循环的影响，并提出相关的意见对换热器进行优化分析。

誉金机械运用CFD数值模拟方法，借助FLUENT数值模拟软件对管壳式换热器的三维模型进行模拟，通过对换热器结垢和泄漏时的速度场、温度场等分析，得出泄漏和结垢对换热器流动传热性能的影响，为下一步利用热工参数评价换热器结垢和泄漏提供理论依据。在对换热器结构进行建模时，考虑换热器入日和出口部分对于一换热器壳程整体流动特性的影响。主要内容如下:

1.管壁污垢对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研究。

(1)考虑管壁污垢传热的影响，建立管壳式换热器的三维流动传热模型;

(2)研究油田原稳站用油一油管壳式换热器运行过程中，含砂对换热器壳程流场分布的影响，研究壳程流场内的含砂量分布情况;

(3)研究结垢厚度对管壳式换热器流动传热性能的影响规律。

2.管壳式换热器内部换热面泄漏对换热器流动传热性能的影响规律研究。

(1)建立管壳式换热器换热面泄漏的三维流动传热物理模型:

(2)研究泄漏口尺寸对管壳式换热器流动传热性能的影响规律;

(3)研究泄漏口位置沿换热器管长方向变化对管壳式换热器流动传热性能的影响规律;

(4)研究泄漏口所在换热管沿换热器管径方向变化对管壳式换热器流动传热性能的影响规律;

(5)研究泄漏口数量对管壳式换热器流动传热性能的影响规律。

潍坊誉金机械对原稳站油行山管壳式换热器实体模型进行简化建模，同时兼顾课题研究的准确性和经济性。

(1)建模时保留了折流板，考虑折流板对壳程流体流动和传热的影响。

(2)对于传热管壁和折流板的处理采用了FLUEN丁中的薄壁模型，在后续的边界条件设置时可以设定一个给定的壁厚，这样减少了网格数量。

(3)管束的_l几封头和下封头没有参与整个换热器的传热和流动，不影响数值计算的结果，因此在建模时将上封头和下封头进行简化处理。

在对换热器结构进行建模时，考虑换热器入日和出口部分对于一换热器壳程整体流动特性的影响。由于单弓形折流板管壳式换热器是复杂几何体，网格划分需要采用分块划分的方法，将整个模型划分成入口段、出口段和壳程三部分，进行网格划分。管壳式换热器运行过程中的速度矢量分布，在换热器运行过程中，换热器壳程入口段的速度矢量值在0。网格为非结构化网格，采用划分的四面体和金字塔网格。