新型六分花格板换热器壳程传热及流动特性.pdf

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1、新型六分花格板换热器壳程传热及流动特性郭土，马贵阳，何洋，王有龙，李武华(辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺113001)摘要：针对传统折流板换热器壳程压降大的特点，提出了一种新型的六分花格板换热器。建立了六分花格板换热器的物理模型，应用CFD技术，对六分花格板换热器的流动和传热性能进行了研究，并将结果与传统的弓形折流板换热器进行了比较。结果表明，在相同壳程进口流速下，六分花格板换热器压降为弓形折流板换热器的64％，壳程进口流速较低时两者的换热系数相差不大，综合性能比弓形折流板换热器提高40％。关键词：管壳式换热器

2、；壳程压降；数值模拟；六分花格板中图分类号：THI23；TQ021．3；TQo51．5文献标识码：A文章编号：1001—4837(2013)10—0018—06doi：10．3969／j．issn．1001—4837．加13．10．004Perfo·rmancesofHeatTransferandFluidFlowintheShell——sideofHeatExchangerswithNovelSextantFlowerBaflesGUOTu，MAGlli—yang，HEYang，WANGYou—10ng，LIWu—hua(

3、AcademyofPetrolandNaturalGasEngineering，LiaoningPetroleumChemicalUniversity，Fushun113001，China)Abstract：ForthehJghshellsidepressuredropofthetraditionalbaffleheatexchanger，anovelsextantflowerbaffledheatexchangerwasputforward．Thephysicalmodelofthenovelheatexchangerwa

4、sbuilt，CFDsoftwarewasusedtoobtaindetailedshell—sidefluidflowandheattransferperformances，compari—SOnwasalsomadebetweenthenewandthetraditionalbaffleheatexchanger．Resultsshowthatthepres—suredropoftheformeris64％ofthatofthelatterwiththesameimportvelocityofshellside，when

5、theimportvelocityislow，thedifferenceofheattransfercoefficientbetweenthetwoexchangersisminor，andthecomprehensiveperformanceoftheformeris40％greaterthanthatofthetraditionalbaffleheatex—changer．Keywords：shell—and—tubeheatexchanger；shellsidepressuredrop；numericalsimulat

6、ion；sextantflOWrbaffle制造成熟、安全可靠、适应性强等优点，而被广泛0引言地应用于化工、冶金、电力、食品、能源动力等工业领域中卜。正因为其应用广泛，管壳式换热器换热器是能量系统中使用最为广泛的单元设一度占据着换热器市场的37％。对于管壳式备之一，其中管壳式换热器具有结构简单、设计与换热器，其支撑部件十分重要，因为它不但对管束·18·第3O卷第lO期压力容器总第251期起支撑作用，还可对流体进行扰流，起到强化传热表1换热器主要结构参数的作用。根据换热器壳程流体的运动方向，管壳项目参数式换热器分为横向流、纵流

7、和螺旋流换热器等。采用不同的支撑部件，换热器的流动特性和换热壳体直径／mm194性能差异较大。换热管长／mm540传统的单弓形折流板管壳式换热器制造简便、造价较低，但壳程压力损失较大、存在流动死换热管直径／mm16区、容易结垢并且容易导致流体诱导震动。为了换热管数量24提高弓形折流板换热器的换热性能，要消耗较高的泵功。‘为了改善管壳式换热器的综合性能，国换热管间距／mm20内外众多学者对各种不同的支撑部件进行了深入折流板缺口高度／mm54．5研究，如折流杆换热器J、螺旋折流板换热器一、花格板换热器_】、双弓形折流板换热折流板

8、厚度／ram3器等。折流板间距／mm90为了降低管壳式换热器壳程压降，尽可能地换热管排列方式正方形布置保证支撑结构的扰流作用，同时确保加工制作方便，提出了一种新型支撑结构的换热器——六分折流板块数5花格板换热器。建立了六分花格板换热器的物理模型，采用数值模拟的方法对六分花格板换热器的流动和