王珂
,
王永庆
,
董晓琳
,
古新
工程热物理学报
本文应用周期性简化模型，对弓型、杆式以及H型壳程支撑结构的管壳式换热器壳程内的流动特性进行了分析。对于其对应的三种典型流态，反映在壳程内流体流动方面的主要差别是壳程内横向流速度分量的不同，且三种流态各自在不同流量下的横向流速度分量与纵向流速度分量之比几乎均为一定值。具有不同管束支撑结构的管壳式换热器壳程内流体阻力降与传热系数不同，主要原因在于其壳程内流体的横向流速度分量的大小存在差别。
关键词:
管壳式换热器
,
CFD
,
传热强化
,
流态分析
刘遵超
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王珂
,
古新
,
曹侃
,
刘彤
,
刘敏珊
工程热物理学报
建立了内径为2 mm的三叶管三维模型,使用ANSYS Fluent软件对超临界二氧化碳在三叶管内的对流换热特性进行了研究,分析了流动方向、进口雷诺数、壁面热流密度和冷却压力等因素对局部换热系数的影响,结果表明:在本文研究的范围内,流动方向对超临界二氧化碳在三叶管内局部换热系数的影响较小,可以忽略,进口雷诺数、壁面热流密度和冷却压力对局部换热系数的影响较大;二氧化碳进口雷诺数越高,对应的局部对流换热系数也越高,壁面热流密度的大小对局部换热系数出现峰值位置有较大影响,对其大小影响不大;超临界二氧化碳冷却压力越高,对应的局部对流换热系数的峰值也越大;局部对流换热系数峰值所对应的温度只与冷却压力下的临界温度有关.
关键词:
超临界二氧化碳
,
三叶管
,
数值模拟
,
换热
古新
,
王珂
,
董其伍
,
王永庆
工程热物理学报
传统弓形折流板换热器壳程流体横向流动时存在流动阻力和传热死区大等缺点。为克服上述不足,研究开发了一种新型高效节能的斜向流管壳式换热器,采用导向型折流栅替代传统弓形折流板,倾斜流道内流体斜向冲刷换热管束。考察和对比了斜向流换热器和弓形折流板换热器壳程主流区的流体流速分布和变化规律,证实了导向型折流栅具有显著的控涡均化壳程流场和提高壳程流体整体流速的作用,有助于减小壳程压降,增大有效换热面积,为管壳式换热器结构改良提供了参考依据。
关键词:
管壳式换热器
,
死区
,
压力损失
,
斜向流
,
数值模拟
古新
,
王珂
,
刘冰
,
朱培纳
,
郝建设
工程热物理学报
采用CFD数值模拟方法和周期性全截面计算模型,对三角形布管方式下的帘式折流片换热器折流栅装配方式、折流栅间距、折流片倾角和折流片宽度等几何结构参数对传热和压降的影响规律进行了数值研究,并采用实验测试验证了数值模拟方法及其结果的正确性和准确度.研究结果表明,折流栅间距、折流片倾角对帘式折流片换热器壳程流体传热和阻降性能有显著影响,折流栅装配方式、折流片宽度对其影响较小,建议折流栅间距取为150 mm以内,折流片倾角取为45°以内较为合适.
关键词:
管壳式换热器
,
帘式折流片
,
斜向流
,
数值模拟
古新
,
董其伍
,
王珂
工程热物理学报
对新型纵流壳程换热器壳程近壁局部区域的流场和温度场进行了数值模拟研究,总结了换热器横截面内各换热管壁面对流传热系数与换热管距壳体轴心距离的关系,分析了近壁区域非规则流道内流体对流传热系数较壳体中心主流区内规则流道大的原因,为换热器壳程内关键局部区域流体流动和传热状况的改善以及进一步的结构优化提供了直观依据.提出的纵流壳程换热器周期性全截面计算模型,为发现和解决换热器中与局部位置流体流动和传热细节相关的深层次问题提供了良好的辅助手段.
关键词:
纵流壳程换热器
,
流场
,
温度场
,
局部特性
,
数值模拟.
古新
,
王珂
,
董其伍
工程热物理学报
为解决管壳式换热器传热性能提升的同时伴随流体流动阻力增加的矛盾,提出了壳程流体"斜向流"的新概念,开发了具有导向型折流栅管束支撑结构的新型高效节能斜向流换热器,证明了在该类换热器壳程中流体速度场与温度梯度场具有良好的协同关系,具有显著的强化传热和降低流阻的性能.对其几何结构对传热和压降的影响规律进行了数值模拟研究,为其工程设计和推广应用提供了参考依据.
关键词:
管壳式换热器
,
强化传热
,
导向型
,
斜向流
,
场协同
