多管式热交换器换热过程数值模拟.doc

20多管式热交换器换热过程数值模拟多管式热交换器换热过程数值模拟顾荣利陈海云(杭州市特种设备检测院)摘 要 基于FLUENT软件，提出了多管式热交换器的数值计算方法，并对不同流速介质下 的多管式换热器的换热过程进行了数值计算c结果表明，建立的数值方法能直观地对多管式 换热器进行数值分析，可以用于多管式热交换器的设计与校核。关键词换热器流速溫度数值模拟多管式20多管式热交换器换热过程数值模拟20多管式热交换器换热过程数值模拟0前言近年来，节能减排日益受到关注。管式换热器 广泛应用于化工生产中，其换热效果的好坏直接影 响到能耗的髙低和工艺条件的实现。如何优化 设计换热器的对流传热，对于换热流程的节能减排 具有重要的意义。管式换热器又称管壳式换热器，是以封闭在壳 休中管束的參面作为传热面的间壁式换热器。它主 要由壳体、传热管束、折流板(挡板)和管箱等 部件组成。壳体一般为圆筒形，内部装有多根管 束，管束两端固定在管板上耳。管壳式换热器是 目前国内外换热设备的主要结构形式，其强化传热 性能的优劣对于工业节能具有重要影响。高效廿能 过程装备及其现代设计研究方法的开发是当今工程 节能的重要手段。其中以计算流体力学CFD作为 辅助设计和分析手段，是目前高效换热器发展的主 要方向。以数值模拟的方式来预测管壳式换热 器内流体的流动和传热特性，对设计高效可靠的换 热器以及评价和改造现有换热器的性能具有重要的 实际意义本文提出基于fluent软件的方法对多管式热 交换器的换热过程进行数值分析和研究，相关结果 可以为多管式热交换器的设计提供参考。1数值方法进行了模拟分析。模拟计算时采用了 Realizable k 湍流流动传输模型。Realizable k - £模型是湍流模型的一种，是近 代发展的模型，与标准模型有两处不同：为 求解湍流黏度添加了一个新的解析式；为求解紊动 耗散率£提供了新的传输公式，该公式由描述均方 漩涡波动的精确传输方程得来。其优点是：在求解 平面射流和圆孔射流时精度较高，在求解高压力梯 度、分离速度等条件下的涉及旋转、边界层问题也 有十分高的精度。在Realizable模型中，关于k、e的传输方程 为：紊动能k方程詼心占gj)話s + ：瓷)+Gc + Gb -p - + Sk(1)紊动耗散率£方程务(")+占(叱)噹(“;)韵+PCS -PC2 +工 (2)式中 GeCc'C 6 S S常数；Gk表征由于均速度梯度而产生的湍流 动能源项；Gb表征由于重力产生的湍流动能源项；20多管式热交换器换热过程数值模拟20多管式热交换器换热过程数值模拟采用FLUENT软件对多管式热交换器换热过稈顾荣利.男【981年9月生.助理工程师。杭州市.310003；,