板壳式换热器板管内流场的数值模拟研究

doi:10.3969/j.issn.1006-8805.2020.05.002

石油化工设备技术 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (5): 5-10.doi: 10.3969/j.issn.1006-8805.2020.05.002

板壳式换热器板管内流场的数值模拟研究

张洋乐

中国石化工程建设有限公司，北京 100101

收稿日期:2020-05-06 接受日期:2020-08-25 出版日期:2020-09-25 发布日期:2020-09-25
作者简介:张洋乐,女，2010年毕业于大连理工大学化工设备与机械专业，工学硕士，主要从事石油化工设备设计工作，工程师。Email:zhangyangle@sei.com.cn
基金资助:
可填

Study on Numerical Simulation of Flow Field in the Plate of Plate-shell Heat Exchanger

Zhang Yangle

SINOPEC Engineering Incorporation, Beijing, 100101

Received:2020-05-06 Accepted:2020-08-25 Online:2020-09-25 Published:2020-09-25
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摘要/Abstract

摘要： 通过运用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)的计算方法，利用三维数值模拟计算和研究了板壳式换热器板管内的流体流动特性，分析了相同工况下不同换热板管结构的性能,并对换热板管与普通换热器光管内的性能进行了对比。结果表明：以单位压降的传热系数α(即综合性能指数α=K/Δp)作为衡量换热器管程流体综合性能的标准，相同管程流量工况下，板壳式换热器板管窄通道斜角20°结构综合性能最好，具有压力损失小、不易结垢等优点；板壳式换热器板管的综合性能指数优于传统管式换热器管程9.0%~26.9%，较大程度地强化了传热过程，具有十分广阔的工业应用前景。

关键词: 板壳式换热器, 数值模拟, 板管, 压降, 传热系数

Abstract: The fluid flow characteristics in the plate of plate-shell heat exchanger was calculated and studied by adopting Computational Fluid Dynamics (CFD) and three-dimensional numerical simulation method. The performance of different heat exchanger plates under the same working conditions was analyzed. The performance comparison in the tubes between the plate-shell heat exchanger and the ordinary heat exchanger were studied. The results show that, by taking the heat transfer coefficient α(i.e. comprehensive performance index, α=K/ΔP) of the unit pressure drop as the standard to measure the comprehensive performance of the fluid in the tube side of the heat exchanger, the comprehensive performanceis the bestwhen the oblique angle of the narrow channel of the plate-shell heat exchangeris 20° under the same tube-side flow conditionswith the advantages of small pressure loss and being not easy to scale; and the comprehensive performance index of plate-shell heat exchanger is better than that of the traditional tubular heat exchanger by 9%~26.9%. The heat transfer process isenhanced to a large extent. And this has very wide prospects for industrial application.

Key words: plate-shell heat exchanger, numerical simulation, plate-tube, pressure drop, heat transfer coefficient

张洋乐. 板壳式换热器板管内流场的数值模拟研究[J]. 石油化工设备技术, 2020, 41(5): 5-10.

Zhang Yangle. Study on Numerical Simulation of Flow Field in the Plate of Plate-shell Heat Exchanger[J]. Petro-chemical Equipment Technology, 2020, 41(5): 5-10.

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