管壳式换热器运行过程中的速度矢量分布,在换热器运行过程中,换热器壳程入口段的速度矢量值在0.4m/s;川页着折流板走向,换热器壳程内砂的速度矢量值在0.6m/s至2m/s之间变化,在折流板上方的砂速度;在折流板逆向换热器壳程内介质流动方向的背部,固体砂的速度矢量值,大约为0. i m/s。这是由于折流板的阻挡作用,降低了砂的速度。当砂粒径较大更容易在速度降低区域形成砂沉积,卫比砂粒径0.2m m时更为明显。当砂粒径为0.4mm,水冷冷凝器,换热器运行稳定时,管壳式换热器壳程入u处的含砂率较高,大约在so%左右,壳程整体砂体积变化范围在5%-20%之间,由于本次分析的砂粒径较大,为0.4mm,故在壳程折流板根部有少量砂沉积,但沉积区占整个壳程的体积分数低于5%。
潍坊誉金机械对原稳站---山管壳式换热器实体模型进行简化建模,同时---课题研究的准确性和经济性。
(1)建模时保留了折流板,考虑折流板对壳程流体流动和传热的影响。
(2)对于传热管壁和折流板的处理采用了fluen丁中的薄壁模型,在后续的边界条件设置时可以设定一个给定的壁厚,这样减少了网格数量。
(3)管束的_l几封头和下封头没有参与整个换热器的传热和流动,不影响数值计算的结果,因此在建模时将上封头和下封头进行简化处理。 在对换热器结构进行建模时,考虑换热器入日和出口部分对于一换热器壳程整体流动特性的影响。由于单弓形折流板管壳式换热器是复杂几何体,网格划分需要采用分块划分的方法,将整个模型划分成入口段、出口段和壳程三部分,进行网格划分。网格为非结构化网格,采用划分的四面体和金字塔网格。
冷凝器边界条件:入口为速度入口边界,出口为压力出口边界,。对于没有定义的边界面软件默认为墙体边界。在本课题中,根据大庆油田分公司产量,原稳站管壳式换热器壳程入口速度在之间,蒸发式冷凝器,根据物性和模型尺寸,水冷式冷凝器,计算得出换热器壳程的雷诺数之间,所以换热器壳程内部流动为层流,冷凝器,多相流模型选为混合模型,混合物模型可用于两相流或多相流(流体或颗粒)。采用有限体积法,使用分离式求解器,稳态隐式格式求解;速度压力---合方式采用基于交错网格的算法;流通介质为含砂,物性参数为等效温度下的常量;假设入口来流的速度均勾分布,忽略重力影响,壳体壁面和折流板采用不可滲透、无滑移绝热边界。使用速度入口和压力出口边界,采用层流的模型;选用二阶迎风格式。
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