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一種管殼式換熱器殼程單相流動和傳熱的三維模擬方法，用體積多孔度、表面滲透度、分布阻力和分布熱源來考慮殼程復雜幾何結構造成的流道縮小和流動阻力、傳熱效應，通過數值求解平均的流體質量、動量、能量守恒方程，得到殼程流動和換熱的分布。對于管殼式換熱器的流動傳熱特性，綜合以上，將己有的研究分為三部分:(1)利用FLUENT數值模擬軟件對管殼式換熱器進行數值模擬，得到了符合實際的換熱器流動傳熱性能。對上述提到的三維數值模擬方法也有過類似的研究。   實驗方法研究了空氣在具有3種不同管徑19,25. 32mm的波紋管內的流動與換熱特性。管外壁采用電加熱，來模擬均勻熱流條件，測得了不同工況下各種管徑的平均對流換熱系數和阻力系數，擬合出了所測的參數范圍內的阻力和換熱實驗關聯式，并比較了相同管徑的波紋管和光管的換熱效果。

國內外己有的研究，對于管殼式換熱器內漏問題的數值模擬研究相對較少。砂子體積分布的位置選取結果為沿換熱器管長方向的四個截面，其中，z=-0。通過對換熱器工況進行模擬計算，分析了泄漏情況下換熱器溫度參數的變化情況，在此基礎上提出了通過分析換熱器管程和殼程溫度變化來判斷換熱器泄漏及泄漏程度的方法。四種針對換熱器焊縫泄漏的檢漏技術，分別為:碳黑一煤油滲透法、熒光檢驗法、著色探傷法、石灰一煤油滲透法，相比較而言，碳黑一煤油滲透法比傳統的檢漏方法具有簡便、快捷、費用低等優點，對貫穿性缺陷的焊縫檢查速度快，效果好。系統中的熱媒/水換熱器容易出現水質不合格、操作不當而引起管道水擊、水流速度過低以及垢下腐蝕等并終導致泄漏。并針對各導致泄漏的原因給出了相應的解決措施。

西安交通大學采用逐步放開流路的方法，應用空氣一水兩相混合物研究了泄漏與旁路對殼側流型及流型轉變特性的影響。對管殼式換熱器強化管外傳熱進行了數值模擬研宄，提出并分析了一種新型的傳熱強化元件——旋流片作為管殼式換熱器管隙間支撐物的傳熱強化機理。分析了換熱器內部不同介質泄漏的判斷方法，并提出了針對換熱器不同泄漏介質的性質來確定檢漏方法。國內外己有的研究，對于管殼式換熱器內漏問題的數值模擬研究相對較少。

譽金機械運用CFD數值模擬方法，借助FLUENT數值模擬軟件對管殼式換熱器的三維模型進行模擬，通過對換熱器結垢和泄漏時的速度場、溫度場等分析，得出泄漏和結垢對換熱器流動傳熱性能的影響，為下一步利用熱工參數評價換熱器結垢和泄漏提供理論依據。采用的模型為大慶油田分公司原穩站生產用油一油管殼式換熱器，內部流通介質為，內部含有細沙等雜質，這些雜質也是導致換熱器內部結垢的主要因素。主要內容如下:    

1.管壁污垢對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律研究。    

(1)考慮管壁污垢傳熱的影響，建立管殼式換熱器的三維流動傳熱模型;

(2)研究油田原穩站用油一油管殼式換熱器運行過程中，含砂對換熱器殼程流場分布的影響，研究殼程流場內的含砂量分布情況;     

(3)研究結垢厚度對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律。

2.管殼式換熱器內部換熱面泄漏對換熱器流動傳熱性能的影響規律研究。      

(1)建立管殼式換熱器換熱面泄漏的三維流動傳熱物理模型:    

(2)研究泄漏口尺寸對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律;    

(3)研究泄漏口位置沿換熱器管長方向變化對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律;      

(4)研究泄漏口所在換熱管沿換熱器管徑方向變化對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律;    

(5)研究泄漏口數量對管殼式換熱器流動傳熱性能的影響規律。

管殼式換熱器運行過程中的速度矢量分布，在換熱器運行過程中，換熱器殼程入口段的速度矢量值在0.4m/s;川頁著折流板走向，換熱器殼程內砂的速度矢量值在0.6m/s至2m/s之間變化，在折流板上方的砂速度;在折流板逆向換熱器殼程內介質流動方向的背部，固體砂的速度矢量值，大約為0. I m/s。系統中的熱媒/水換熱器容易出現水質不合格、操作不當而引起管道水擊、水流速度過低以及垢下腐蝕等并終導致泄漏。這是由于折流板的阻擋作用，降低了砂的速度。當砂粒徑較大更容易在速度降低區域形成砂沉積，衛比砂粒徑0.2m m時更為明顯。當砂粒徑為0.4mm，換熱器運行穩定時，管殼式換熱器殼程入u處的含砂率較高，大約在so%左右，殼程整體砂體積變化范圍在5%-20%之間，由于本次分析的砂粒徑較大，為0.4mm，故在殼程折流板根部有少量砂沉積，但沉積區占整個殼程的體積分數低于5%。