【摘要】：換熱器是石油化工行業(yè)的最為重要設(shè)備之一,占整個(gè)裝置設(shè)備的40%。管殼式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,在眾多換熱器中占主導(dǎo)地位�？梢�,提高其換熱性能,每年將減少巨大的能源消耗。本文采用工業(yè)用設(shè)計(jì)Aspen EDR軟件對(duì)甲基苯換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)。先通過Aspen EDR的設(shè)計(jì)模塊,模擬甲基苯與冷卻水的物性,判斷兩組介質(zhì)在工藝條件的物理狀態(tài)。然后使用校核模塊,在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上調(diào)整換熱器的結(jié)構(gòu),觀察不同尺寸下設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)傳熱過程的影響,例如各個(gè)流股分率大小,壓降分布與介質(zhì)流速的合理性。確保換熱面積余量,同時(shí)控制熱側(cè)和冷側(cè)熱阻平衡。揭示各物理參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)在傳熱計(jì)算中的影響。并對(duì)這些影響進(jìn)行分析,得出了在設(shè)計(jì)過程中,選擇工藝參數(shù)的方法。最后,通過建立優(yōu)化后設(shè)備三維實(shí)體模型,采用CFD模擬軟件Fluent并分別使用管殼程耦合與定壁溫兩種計(jì)算模型進(jìn)行數(shù)值模擬。為體現(xiàn)折流板數(shù)量對(duì)殼程流體流動(dòng)與傳熱的影響,分別對(duì)該模型下,四塊、八塊、十六塊折流板的狀態(tài)進(jìn)行數(shù)值模擬。最終,發(fā)現(xiàn)工程軟件Aspen EDR與耦合法計(jì)算的結(jié)果差距較大,耦合計(jì)算法得出的甲基苯冷殼程卻器出口的終溫低于工程軟件的結(jié)果,而Aspen EDR的計(jì)算與定壁溫法的計(jì)算結(jié)果接近。
【圖文】：

上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 第一章 緒論管殼式換熱器屬于間壁式換熱器。管殼式換熱器結(jié)構(gòu)為換熱管與管板使用焊接、脹接或者脹焊并用的方式進(jìn)行連接，形成管束，然后管束與殼體再進(jìn)行裝配結(jié)合，形成一個(gè)密閉的空間。換熱管外的空間稱之為殼程，換熱管內(nèi)的空間稱之為管程。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，又可分為：(1)固定管板換熱器

圖 1 固定管板換熱器Fig.1 The model of BEM exchanger如圖 1 所示，固定管板換熱器，是兩頭管箱、中段殼體以及工藝管口組成熱交換的主要場(chǎng)所在于中間部分。中段部分在結(jié)構(gòu)上，是由圓筒、換熱管以側(cè)管板組成。兩塊管板與筒體相焊連接，換熱管穿通殼體并與管板焊接。換外走殼程介質(zhì)，管箱以及換熱管內(nèi)走管程介質(zhì)。這種結(jié)構(gòu)，制造簡(jiǎn)單，價(jià)格，廣泛用于石油化工行業(yè)中。缺點(diǎn)就是由于管板與殼體是焊接結(jié)構(gòu)，，所以不除管束，因此換熱管外壁不容易清洗。當(dāng)設(shè)計(jì)這一類換熱器應(yīng)當(dāng)注意，殼程走比較干凈，不容易結(jié)垢的介質(zhì)。管程由于管箱由螺栓緊固，可以拆卸，清程比較方便。在冷流體和熱流體溫差很大的情況下，由于殼程和管程結(jié)構(gòu)差較大，造成的膨脹量也不同，會(huì)造成較大的溫差應(yīng)力。這個(gè)時(shí)候就需要考慮脹節(jié)。當(dāng)溫差超過一定值后，即使加入膨脹節(jié)，也不能削弱溫差造成的應(yīng)力，就應(yīng)當(dāng)選取其他結(jié)構(gòu)型式的換熱器。(2) U 型管式換熱器
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE65;TQ051.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐小姿;張亞新;;列管式換熱器管束振動(dòng)分析及折流板間距優(yōu)化[J];廣東化工;2014年10期

2 齊洪洋;高磊;張瑩瑩;周辰琳;;管殼式換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)概述[J];壓力容器;2012年07期

3 付磊;曾q諏

本文編號(hào)：2699451