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《中国石油大学》 2010年
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管壳式换热器壳侧流场数值模拟

王为良  
【摘要】: 换热器是冷热流体进行热量传递的设备,广泛应用于石油、化工等工业领域中。管壳式换热器由于结构简单,设计制造工艺成熟,安全性比较高以及适用性比较广等特点,成为石油化工领域中最常用的换热器结构型式。因此,开展管壳式换热器壳侧流体流场流动特性的研究对改善换热器传热过程、提高效率、降低能耗具有重要的现实意义。本文以大型管壳式换热器为研究对象,分别对单弓形、双弓形和圆环-盘式三种折流板型式的换热器的壳侧流体流动进行数值模拟,同时分析了提高模拟准确度的途径。 首先,分析大型管壳式换热器的壳侧结构,建立壳侧几何模型。受到微机容量的限制,创造性的提出了将模型分段的方法进行分段数值模拟。 对于单弓形折流板的壳侧模型,运用标准k -ε模型、壁面函数法和SIMPLE算法对模型壳侧流动进行了数值模拟。结果表明:折流板缺口尺寸越大,在折流板的前面和背面产生流体滞留的区域越大,但壳程的总压降越小;不同换热管排列方式下,管排为正三角形排列的壳侧模型压降最大。同理,对双弓形和圆环-盘式的壳侧模型分别进行了三维数值模拟,表明了两种折流板型式的使用,很好的减小了模型壳程中流动死角;换热管排列方式为正三角形排列时,壳程的压降也最大。 对比分析了三种折流板型式的壳侧模型的流场特性,结果表明:单弓形折流板的壳侧模型的流场存在不同大小的流动死角区域,壳程压降大;双弓形和圆环-盘式折流板的壳侧模型的流场特性比单弓形折流板的要好,壳程压降也小,其中双弓形折流板的壳侧模型的压降最小。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ051.5

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 穆勇;燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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2 张艳利;局部通风掘进工作面换热系数计算方法研究[D];河南理工大学;2010年
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5 谷骁勇;基于ANSYS的离心压缩机主要零件建模和受力分析[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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1 张智;刘江伟;王思文;郑卫刚;;管壳式换热器的热力计算和数值仿真[J];有色冶金节能;2012年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张靖周,李立国,吴国钏;复杂流道内N-S方程的非交错网格数值求解[J];工程热物理学报;1993年02期
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【相似文献】
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1 熊智强;喻九阳;曾春;;折流板开孔改进管壳式换热器性能的CFD分析[J];武汉化工学院学报;2006年04期
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4 本报记者 关世太 徐春元;ECSS化工之星:软件推动技改[N];中国化工报;2002年
5 中国化工节能技术协会 老木;石油和化学工业百项节能技术简介(下)[N];中国化工报;2009年
6 马克·巩特尔 王晓苏 编译;熔盐太阳能储存项目到底值不值?[N];中国能源报;2011年
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2 王英双;纵流管壳式换热器流动与传热性能的理论与实验研究[D];华中科技大学;2011年
3 蒋夫花;大型轴流管壳式换热器中的深度换热[D];华南理工大学;2011年
4 汲水;螺旋折流板管壳式换热器壳程流动与传热机理分析与性能研究[D];山东大学;2011年
5 刘天丰;非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题研究[D];浙江大学;2005年
6 古新;管壳式换热器数值模拟与斜向流换热器研究[D];郑州大学;2006年
7 胡玉红;管壳式换热器弹塑性有限元分析若干问题研究[D];大庆石油学院;2010年
8 王建国;锅炉受热面污垢在线监测理论及应用[D];华北电力大学;2001年
9 张强;换热管及内外流体多场耦合数值分析方法研究[D];东北石油大学;2011年
10 曹兴;连续与搭接螺旋折流板换热器理论分析与实验研究[D];山东大学;2012年
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1 王为良;管壳式换热器壳侧流场数值模拟[D];中国石油大学;2010年
2 戈锐;管壳式换热器壳侧气液两相流动和传热的数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 梅娜;新型螺旋折流片式换热器强化传热研究[D];东南大学;2005年
4 黄锦华;大功率消防车用取力器冷却装置的分析研究[D];太原理工大学;2011年
5 曹日;螺旋折流板换热器的研究[D];北京化工大学;2011年
6 章喜;螺旋折流板换热器的性能研究及结构优化[D];华东理工大学;2012年
7 罗富强;扁管管壳式换热器数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王明军;管壳式换热器的数值模拟与优化设计[D];中南大学;2011年
9 张之东;管壳式换热器内部三维流场数值模拟[D];河北科技大学;2012年
10 高宏宇;曲面弓形折流板换热器的研究[D];北京化工大学;2010年
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