管壳式换热器壳程流体流动与传热的数值模拟研究

摘要：

基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的数值模拟是研究流体流动和传热的一种重要方法辅助手段.使用模拟软件对管壳式换热器壳程流体流动及相变传热进行了三维数值模拟研究,在模拟软件中建立了简化的换热器三维模型,根据壳程流体流动特点,选择了非等温湍流的k-ε模型多物理场,该物理场结合了流体传热和k-ε湍流两个物理场,添加了非等温流动多物理场耦合,模拟计算得到换热器壳程流体的速度场、温度场及冷凝水体积分布情况.壳程流体是高温饱和蒸汽,在流动和传热过程中由于温度降低会发生相变,使流体变成气液两相流,对设计相变换热器进行了有益探索.研究发现换热器壳程内部的温度和冷凝水体积分布随着流体流动情况而变化,整体呈"Z"字形,与流体速度流向正相关;折流板根部存在流动死区,而折流板缺口背部区域也存在一个漩涡区,这两个区域温度比同高度的其他区域温度低,尤其是在该区域的换热管管壁处,温度降低明显,冷凝水体积分布大,说明低流速区域传热性能差,冷凝现象较明显.

关键词：管壳式换热器、壳程、相变换热、数值模拟

分类号：TQ053.6(一般性问题)

在线出版日期：2022-07-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：43-45,57