折流杆换热器数值模拟及性能分析.pdf

《折流杆换热器数值模拟及性能分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第38卷第3期石油化工设备VO1．38No．32009年5月PETRO—CHEMICAIEQUIPMENTMav2009文章编号：1000—7466(2009)030039—05折流杆换热器数值模拟及性能分析严良文，潘雷，阚树林(上海大学机自学院，上海200072)摘要：在PHOENICS-3．5．1程序的基础上，引入多孔介质模型，用体积多孔度、表面渗透度和各向异性的分布阻力来处理换热器内的管束。用分布热源考虑管侧流体对壳侧流体的影响，通过编写相应的程序，采用数值模拟的方式求出了折流杆换热器壳程压降和传热系数。与实验结果

2、比较表明，壳侧压降的绝对偏差在59／6以内，传热系数的绝对偏差在8以内，能够满足工程设计要求。在此基础上，分析了折流栅的有效流通面积和间距对折流杆换热器综合性能的影响，并将这2个参数引入到准数方程式中，得到了折流杆换热器的准数方程式，为获得折流杆换热器的整体性能提供了一种低成本的研究方法。关键词：折流杆换热器；数值模拟；性能分析；准数方程中图分类号：TQO21．3；TQ051．502文献标志码：ANumericalS．mulationandPerformanceAnalysisofRodBaffleHeatExchang

3、erYANLiang-wen，PANLei，KANShu-lin(ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China)Abstract：BasedontheplatformofPHEONICSversion3．5．1，athree—dimensionalnumericalmethodforpredictingtheturbulentfluidflowbehaviorinshellsideofrodbaffleheatexchangerswasdeveloped．Withthismethod，t

4、hemodelingofthetubebundlewascarriedoutbasedontheporousmediaconceptusingvolumetricporositiesandapplicableflowresistancecorrelations．Theresultsshowedthatthesimulationresultsandexperimentalresultsweregoodagreementinshellside．Themaximumdeviationabsolutevalueofpressur

5、edropsofwaslessthan5，andtheheattransfercoefficientsmaximumdeviationabsolutevaluewas1essthan8．Thenumerica1modelwasusedtoanalyzetheinfluencefactorsofthewholeperformanceandtheequationofdimension—lessaboutheattransferandpressuredropwasobtained．ThelOwcostmethodwasfoun

6、dtOobtainthewholeperformanceofrodbaffleheatexchanger．Keywords：rodbaffleheatexchanger；numericalsimulation；performanceanalysis；dimension—lessequation为了获得换热器的整体性能，必须将生产出的必要寻求另一种研究换热器性能的方法。换热器应用到实验测试系统中，对其进行性能测试。随着计算机计算模型的日趋完善和计算机运算这种方法简单直接，针对性较强，但实验费用昂贵，能力的增强，换热器性能的

7、数值研究成为可能卜，尤其是考虑结构参数变化对其性能的影响时，必须国内一些学者应用不同的软件对换热器性能做了有制造许多不同尺寸的结构部件，费用更高。因此，有益的探索，取得了不少成果。笔者以流体计算收稿日期：2008—11-28基金项目：上海市教委科研项目(A．10—0109—06—011)作者简介：严良文(1967一)，男，湖北监利人，工程师，博士，主要从事换热器强化传热和数值模拟的研究。石油化工设备2009年第38卷商用软件PHOENICS一3．5．1为平台，引入多孔介质响。用体积多孑L度，即流体体积与整个控制体体积模型

8、，用体积多孔度、表面渗透度和各向异性的分布的比值表示固体构件对控制体内流体体积的影响；阻力来处理折流杆内管束，用分布热源考虑管侧流用表面渗透度，即流体表面与控制表面的比值表示体对壳侧的影响，选用工程上广泛采用的湍流模型固体构件对控制体表面作用力的影响。而固体构件编写相应的模型程序，对折流杆换热器的壳程流场带来的动量及