螺旋板换热器数值模拟模型的建立.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2011年第6期文章编号：1002—1124(2011)06-0024—03：继：绩：：教螺旋板换热器数值模拟模型的建立l_、：育左丹(盘锦职业技术学院。辽宁盘锦124010)摘要：为了对螺旋板式换热器进行数值模拟，建立了换热器的数学模型。使用等角度间隔将换热器中的流体分为多个流动单元，将换热面分为多个传热面单元，建立了流动单元与传热面单元之间的对应关系。应用传热学原理建立了螺旋板式换热器的数学模型。利用这一模型，对实际型号的螺旋板换热器进行了模拟计算，得到了换热器内的温度分布、总传热系数及总流动阻力。模拟计算所得的流体温度分布及总传热系数等数据与实验

2、数据吻合较好。关键词：螺旋板式换热器；数学模型；模拟中图分类号：TQ052文献标识码：BEstablishmentofnumericalsimulationmodelforspiralheatexchangerZU0Dan(PanjinVocationalandTechnicalCollege，Panjin124010，China)Abstract：Inordertosimulatespiralheatexchanger，thenumericalmodelofheatexchangerisestablished．Fluidinsidetheexchangerisdividedintoanumb

3、erofflowunitsbyequalangle，heattransfersurfaceisalsodivid—edintoanumberofheattransfersurfaceunits．Therelationbetweenflowunitsandsurfaceunitsisestablished．Thenumbericalmodelofthespiralheatexchangerisestablishedbasedonheattransferprinciple．Usingthismod-e1．Calculationismadetocalculatetheactualspiralplat

4、eheatexchangerbythenumbeficalmodel，andthedistil—butionoftemperature，totalheattransfercoefficientandtotalflowresistanceinsidetheexchangerareobtained．Thesimulationresultoffluidtemperaturedistributionandthetotalheattransfercoefficientconsistentwiththeexperi—mentaldata．Keywords：spiralheatexchanger；numef

5、calmodel；simulation螺旋板式换热器问世于上世纪30年代初，因度分布，进而确定该换热器有关的传热性能及流体其具有传热效率高、结构紧凑、不易结垢堵塞、可利流动性能数据，以供设计及选型使用。用低温热源、成本低以及耐高温差和热损失非常小等优点而受重视。许多国家相继开发了大量不同结1数学模型的建立构和采用不同材质的新产品，国外已大量应用。国内虽早有生产，但推广应用还不是很广泛，而且用1．1几何分析于计算的经验公式误差较大。随着计算机技术的迅1．1．1流道圈数的定义螺旋板式换热器中有两猛发展以及市场竞争的日益激烈，使用计算机对螺种流体(下面称为流体A和流体B)。螺旋板换热器旋板换热器进行

6、模拟计算对于设计和生产单位具通道的圈数是定义如下：有十分重要的实用价值。以A流体为例，点a相当于起点，设置转角为进行准确的模拟计算，需要建立螺旋板式换一叮T，在点0转角为0=0，点b转角=，转角按热器的数学模型。本论文通过微分方法，将换热器顺时针方向增加，O—b—A为第一圈，点A为第一圈分为多个流动单元及传热面单元，根据传热学及流的终点，0=21T，第二圈的起点为点A，转过2竹弧体流动原理建立每个单元的传热方程，通过解方程度后达到点A2第三圈的起点为点A，转过2订弧组及迭代计算，可计算得到冷、热流体沿通道的温度后达到点A。，余类推。各点的定义见图l。收稿日期：2011-03—23作者简介：左丹

7、(1976一)，女，讲师，毕业于抚顺石油学院化工工艺专业，现从事化工技术研究工作。2011年第06期左丹：螺旋板换热器数值模拟模型的建立冷物出口图1螺旋板式换热器流体流动示意图Fig．1Diagramoffluidflowingofspiralheatexchanger1．1．2流体流动单元定义为把螺旋通道分为多个流体流动微元，可确定转角步长A0。以转角A0=订／4为例，则每圈通道分为m=8个流动