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換熱器管道的缺陷發(fā)生在支撐板附近,已成為鐵磁性換熱管重點監(jiān)測區(qū)域。對換熱管道不同缺陷產(chǎn)生的漏磁信號進行了二維模擬,考慮了靜態(tài)時的支撐板處缺陷深度、缺陷寬度、換熱器管道壁厚、檢測儀器低速運動,以及缺陷相對于支撐板處在不同的位置對檢測儀器輸出信號的影響,給出了漏磁場磁感強度隨以上參數(shù)變化的曲線。殼程為四面體網(wǎng)格,管程及殼程進出口管為六面體網(wǎng)格,終網(wǎng)格數(shù)量為I,952,621個。對同軸徑向熱管換熱器殼程進行模擬計算,分析煙,速度、溫度及局部對流換熱系數(shù)沿殼程的變化規(guī)律,并尋求換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化值。
得到徑向熱管換熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化參數(shù):橫向管距為縱向管距為翅片高度不應(yīng)高于,翅片間距為。對單弓形折流板式換熱器的結(jié)構(gòu)進行合理簡化,利用參數(shù)化建模方法建立了管殼式換熱器的參數(shù)化模型,將定壁溫假設(shè)方法與同時考慮殼程和管程流體的兩流程禍合計算方法的模擬結(jié)果進行對比,結(jié)果表明:同時考慮殼側(cè)和管側(cè)流體流動與傳熱,更有助于揭示換熱器局部溫度場變化的實際情況,模擬結(jié)果與實際情況吻合較好,能夠為管殼式換熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供更好的參考依據(jù)。濰坊譽金機械對原穩(wěn)站油行山管殼式換熱器實體模型進行簡化建模,同時兼顧課題研究的準確性和經(jīng)濟性。
運用熱力學(xué)能耗分析法,分析了管殼式污水換熱器中軟塘的厚度對換熱強度、流動壓降及其有效能損失的影響。通過工程實例,揖出了中等流速對系統(tǒng)節(jié)能和經(jīng)濟性都有利,而當流速較低時需進行及時除塘。對沉浸式污水換熱器的堵塞、結(jié)塘和腐燭問題進行了研究,建立了沉浸式污水換熱器的傳熱模型,并通過實驗驗證了模型的準確性;在污水流量變化的情況下,分別測試了沉浸式換熱器在冬、夏季的傳熱系數(shù)。其中,計算傳熱學(xué)模型中的瑞流擴散系數(shù)是利用溫度方差和溫度方差耗散率來求解,而不是利用通常采用的數(shù)假設(shè)值或?qū)嶒灉y定值來求解。
實測結(jié)果表明,采用高密度聚乙稀管的沉浸式污水換熱器單位長度的傳熱量約為100kw搭建板式換熱器冷卻水污據(jù)熱阻實驗臺,測得不同對間、流速和溫度下天然循環(huán)冷卻水(松花江水)中鐵離子、氯離子、細菌總數(shù)、值、溶解氧、池度、電導(dǎo)率等水質(zhì)參數(shù),隨機取一組實驗的水質(zhì)參數(shù)作為輸入變量,建立換熱器冷卻水污振熱阻預(yù)測的偏二乘回歸模型,對板式換熱器的污塘熱阻進行預(yù)測。年,徐志明、李煌等人對比實驗研究了不同工況冷卻水入口溫度、流速下板式換熱器松花江冷卻水污拒特性,將污拒熱阻與這兩種運行參數(shù)進行了灰色關(guān)聯(lián)分析,并就運行參數(shù)對其結(jié)塘的影響逐一作了機理分析。采用多孔介質(zhì)模型,對電廠蒸汽冷凝器的工作特性進行了數(shù)值模擬計算。。
對于管殼式換熱器的流動傳熱特性,綜合以上,將己有的研究分為三部分:
(1)利用FLUENT數(shù)值模擬軟件對管殼式換熱器進行數(shù)值模擬,得到了符合實際的換熱器流動傳熱性能;
(2)通過分析泄漏情況下?lián)Q熱器溫度參數(shù)的變化情況,提出了通過分析換熱器管程和殼程進出口溫度變化來判斷換熱器是否泄漏的方法;側(cè)重分析其泄漏時殼程的流體流動的流型。
(3)運用熱力學(xué)能耗分析法,分析管殼式換熱器中污垢的厚度對換熱強度、流動壓降及其有效能損失的影響。 國內(nèi)外己有的研究,缺乏對管殼式換熱器管程流體流動傳熱的數(shù)值模擬研究,并且在換熱器的實際生產(chǎn)運行過程中,對換熱器當前運行效果的診斷分析不明確。但是由于換熱器大多體積龐大,內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,模型的網(wǎng)格處理比較復(fù)雜,且對計算機的配置要求高,前人的研究分為兩種,首先是利用多孔介質(zhì)模型,或者模擬換熱器理想模型。
隨著結(jié)塘厚度的增加,換熱器管程出口溫度升高,殼程出口溫度降低。由于換熱面污據(jù)的存在,增大了換熱面的導(dǎo)熱熱阻,減小了其導(dǎo)熱系數(shù),使管殼程的傳熱系數(shù)降低,從而影響了換熱器的換熱性能。最終導(dǎo)致?lián)Q熱管程出口溫度升高,殼程出口溫度降低。采用換熱器的傳熱系數(shù)作為換熱器換熱效果的評價標準,以此來對比各組結(jié)坂工況的換熱器傳熱性能。隨著污振厚度的增加,換熱器的傳熱系數(shù)降低,這是由于污塘的存在,導(dǎo)致了換熱面的導(dǎo)熱熱阻增加,導(dǎo)熱系數(shù)減小,導(dǎo)致的換熱器傳熱系數(shù)降低,換熱效率減小。分析換熱器的物理模型,對模型進行適當?shù)暮喕?,分別對換熱器的管側(cè)和殼側(cè)的溫度場進行分析,研宄傳熱管束內(nèi)部的傳熱過程,同時分析換熱器殼側(cè)不同位置處的換熱情況。這說明:隨著換熱面結(jié)塘厚度旳增加,換熱器的傳熱性能降低。且隨著結(jié)拒厚度的增加,換熱器傳熱性能的這種降低趨勢越發(fā)平緩。