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单弓形折流板管壳式换热器物理模型复杂,因此选用适应性强的正四面体和金字塔形非结构化网格,冷凝器,使用gambit划分网格。网格的数量直接决定了计算速度和精度。网格过少,水冷式冷凝器,将不到流场的流动特性;网格过多,一方面会---消耗计算机资源,另一方面大量的数值耗散积累会影响计算结果的正确性。所以进行网格的独立性验证时十分---的。以一个单弓形折流板管壳式换热器模型为例进行网格独立性验证。共三套网格:换热器整体均为四面体,终网格数量为1,521,014个;壳程为四面体网格,管程及壳程进出口管为六面体网格,终网格数量为i ,952,621个;由面到体依次画网格,终网格数量为2,175,849个。后面两套网格计算结果相差小于60%综合考虑计算精度与计算花费,选取第二套网格:终网格数量为1,952,621个。
冷凝器采用有限体积法计算模拟流动传热过程的基本理论和方法,揭示了三叶孔板换热器壳侧传热强化的物理机制,数值模拟还表明在本次研究范围之内,改变三叶孔板板距对壳侧强化传热速率影响不明显,但对流动阻力和综合性能的影响较大。瑞流模型对壳程流体流动与传热进行了数值研究,分析了三叶孔板换热器壳程流动与传热特性。流经块支撑板后,流体已充分发展,并且随着壳程结构周期性变化,传热与压降也呈现周期性变化。在支撑板附近,流体流速变大,形成射流,并且由于支撑板阻挡,在支撑板前面和尾部产生二次流,能有效冲刷管壁,减薄流动边界层,起到强化传热作用。
本课题主要研究原稳站用油油管壳式换热器的三维数值模拟,换热器以含砂作为内部换热介质,考虑换热面结垢和泄漏的影响,建立管壳式换热器结垢和泄漏的传热模型,借助软件对换热器温度场、流场分布进行模拟,列管式油冷却器,分析结垢厚度、泄漏口尺寸、泄漏口位置、泄漏口数量对换热器传热性能的影响,---点如下:基于流体力学和传热学的流动和传热基本公式,建立了管壳式换热器结垢和泄漏的理论预测数学模型,运用此模型解决了管壳式换热器结垢及泄漏的理论预测分析。
冷凝器主要研究内容包括以下三部分:管壁污垢对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研宄;换热面泄漏对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研究;基于管壳式换热器进出口动态参数一温度、压力等,对管壳式换热器内部故障进行诊断评价研宄。本课题结合大庆油田分公司某大队原稳站用管壳式换热器的运行特点,针对含砂油含砂油换热器这一特殊介质,借助软件,在充分利用已有基本理论和研宄成果的基础上,对管壳式换热器结垢和泄漏进行了流动传热的数值模拟,分析结垢和泄漏对换热器流动传热性响,研宄结论对利用换热器热工参数检测管壁结垢和泄漏具有一定的理论用。
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