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螺旋折流板换热器中阻流板对换热及沿程压降的影响 被引量：41
1
作者 王良 罗来勤 +2 位作者 王秋旺 曾敏 陶文铨 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第S1期173-176,共4页
本文分别对螺旋角为１０°和１５°的管壳式螺旋折流板换热器加与不加阻流板进行了换热与阻力性能实验。实验是在相同的传热管束，相同的壳体内径，并在相同实验条件下（即在相同的冷热流体流速下）作比较。实验结果表明，加阻... 本文分别对螺旋角为１０°和１５°的管壳式螺旋折流板换热器加与不加阻流板进行了换热与阻力性能实验。实验是在相同的传热管束，相同的壳体内径，并在相同实验条件下（即在相同的冷热流体流速下）作比较。实验结果表明，加阻流板后，与不加阻流板的同一试件相比，二者换热性能相当。而由于阻流板的冲击，使壳侧沿程压降显著增大。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 阻流板 柱塞状流动 热工性能评价指标
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适合于正三角形排列布管的螺旋折流板换热器 被引量：38
2
作者 陈亚平 《石油化工设备》 CAS 2008年第6期1-5,共5页
螺旋折流板换热器中流体以螺旋运动方式冲刷管束,克服了弓形折流板换热器中蛇形流动存在的局部压力损失、流动死角以及弓形缺口处部分管束支撑跨距过大易产生共振而造成振动破坏等缺点。针对绝大多数管壳式换热器都是正三角形排列布管... 螺旋折流板换热器中流体以螺旋运动方式冲刷管束,克服了弓形折流板换热器中蛇形流动存在的局部压力损失、流动死角以及弓形缺口处部分管束支撑跨距过大易产生共振而造成振动破坏等缺点。针对绝大多数管壳式换热器都是正三角形排列布管的特点,在1/4椭圆-扇形螺旋折流板基础上改进设计出三分椭圆螺旋折流板。三分椭圆螺旋折流板可按特定布管方式的自然间隔来分块,也可以采用1/3分区布管。此方案可以应用于几乎所有目前采用弓形折流板的正三角形排列布管的换热器场合,且管孔的定位划线和制造加工工艺容易实现。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 三分椭圆折流板 正三角形排列 倾斜角
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螺旋折流板换热器壳程流体流动的数值模拟 被引量：23
3
作者 张少维 桑芝富 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第2期81-84,共4页
在对螺旋折流板管壳式换热器结构和操作条件进行简化的基础上,采用计算流体动力学分析方法建立数学模型,并利用CFD分析软件FLUENT模拟换热器壳程流动特性,得到了换热器壳程流场分布的直观信息。对流体传热特性做了初步探讨,并比较了弓... 在对螺旋折流板管壳式换热器结构和操作条件进行简化的基础上,采用计算流体动力学分析方法建立数学模型,并利用CFD分析软件FLUENT模拟换热器壳程流动特性,得到了换热器壳程流场分布的直观信息。对流体传热特性做了初步探讨,并比较了弓形折流板换热器和螺旋折流板换热器的流动特性,为这种换热器结构的优化和产品的研究开发提供一定的依据。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 壳程流动 数值模拟 CFD分析 流体动力学 传热特性
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螺旋折流板换热器壳侧流动的数值模拟 被引量：21
4
作者 邓斌 吴扬 陶文铨 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1106-1109,共4页
采用多孔介质、分布阻力模型、阶梯逼近技术对螺旋折流板换热器壳侧的流动进行了三维数值模拟,湍流方程组的求解采用了改进的k-ε模型和壁面函数法.数值模拟结果表明,在相同的进口内径及相同的进口流量条件下,螺旋折流板换热器壳侧的压... 采用多孔介质、分布阻力模型、阶梯逼近技术对螺旋折流板换热器壳侧的流动进行了三维数值模拟,湍流方程组的求解采用了改进的k-ε模型和壁面函数法.数值模拟结果表明,在相同的进口内径及相同的进口流量条件下,螺旋折流板换热器壳侧的压降明显低于弓形折流板换热器的,且随着螺旋角的增加,压降呈减小的趋势.在小流量条件下,计算所得的换热器进出口总压降与实验值之间的偏差大部分在14%以下,最大为18%,能符合工程计算的需要. 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 多孔介质模型 数值模拟
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连续螺旋折流板换热器传热与阻力性能实验研究 被引量：23
5
作者 曾敏 彭波涛 +4 位作者 喻澎清 陈秋炀 王秋旺 黄彦平 肖泽军 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期102-106,共5页
对连续螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器壳侧的传热性能及阻力性能进行了实验研究,得出了壳侧阻力和换热的关联式,并将其和非连续螺旋折流板换热器进行了比较。研究发现,在壳侧流速较大时,连续螺旋折流板换热器的传热性能优于弓型折... 对连续螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器壳侧的传热性能及阻力性能进行了实验研究,得出了壳侧阻力和换热的关联式,并将其和非连续螺旋折流板换热器进行了比较。研究发现,在壳侧流速较大时,连续螺旋折流板换热器的传热性能优于弓型折流板换热器和非连续螺旋折流板换热器。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 传热性能 阻力性能
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防短路螺旋折流板管壳式换热器 被引量：22
6
作者 宋小平 裴志中 《石油化工设备技术》 CAS 2007年第3期13-14,17,共3页
虽然螺旋折流板管壳式换热器因其低压降、无滞留区、防结垢等性能在冷换工艺流程中得到广泛应用,但在较大直径换热器运行中出现换热效率低于计算结果的现象,其原因是两块相接折流板,由于简单对接而出现三角区短路现象,此短路分流了主螺... 虽然螺旋折流板管壳式换热器因其低压降、无滞留区、防结垢等性能在冷换工艺流程中得到广泛应用,但在较大直径换热器运行中出现换热效率低于计算结果的现象,其原因是两块相接折流板,由于简单对接而出现三角区短路现象,此短路分流了主螺旋流道介质流量,减少介质流速,影响雷诺数,所以严重削弱了壳程膜传热效率。文章介绍了一种改进型防短路螺旋折流板管壳式换热器,改进后的结构阻断了短路,使全部介质经理想的螺旋通道以达到良好的换热效果。另外由于其局部重叠的支撑结构很好地解决了管束中激振破坏管子的问题。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 短路漏流 防短路螺旋折流板 振动分析
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LNG工厂换热技术的研究进展 被引量：19
7
作者 陈永东 周兵 程沛 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期80-85,117-118,共6页
对比分析适用于多股流传热的缠绕管式换热器(SWHE)和板翅式换热器(PFHE)的应用效果,指出PFHE具有结构相对紧凑、传热效率较高等特点,但其在可靠性、抗热冲击负荷、浮式LNG的适应性等方面表现较差,国际上存在着PFHE大型化和SWHE小型化的... 对比分析适用于多股流传热的缠绕管式换热器(SWHE)和板翅式换热器(PFHE)的应用效果,指出PFHE具有结构相对紧凑、传热效率较高等特点,但其在可靠性、抗热冲击负荷、浮式LNG的适应性等方面表现较差,国际上存在着PFHE大型化和SWHE小型化的趋势。介绍了新型核状沸腾强化管(GEWA-PB)和冷凝强化管(GEWA-KS)的应用,论述了采用海水一次通过的直接冷却法的优点:可靠性高、易维护、电耗低、生产稳定性好、安全性高;从全寿命周期的经济性和可靠性角度指出选择钛材作为主制冷剂冷凝器和压缩机级间冷却器具有明显的优势。还介绍了实际混合物制冷剂的冷凝过程及Hammerfest LNG工厂基于实际冷凝过程和机械可靠性对使用的螺旋折流板换热器进行结构改进的措施。最后建议,中国在LNG工厂的换热技术上应着手以下几个方面的研究工作:①开展基于SWHE、处理规模为106 m3/d LNG装置MCHE的研究;②开展基于实际工质下高效冷凝管和蒸发管的传热与流动研究;③系统研究直接冷却法和间接冷却法对LNG装置的影响,加大整个装置范围内材料及设备对海水的适应性研究;④加大钛高效管的研究,结合壳程纵向流动的研究和高效传热元件的利用,开发出具有良好热力性能和机械可靠性的实际混合物制冷剂冷凝器。 展开更多
关键词 LNG换热器 SWHE PFHE GEWA—PB GEWA KS 直接冷却法 螺旋折流板换热器
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三分螺旋折流板换热器水-水传热壳侧综合性能 被引量：15
8
作者 董聪 陈亚平 +3 位作者 吴嘉峰 操瑞兵 盛艳军 倪明龙 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期721-727,共7页
对倾斜角为10°、15°和20°的扇形折流板,倾斜角为15°的椭圆折流板和倾斜角为20°的轴向搭接扇形折流板三分螺旋折流板换热器以及弓形折流板换热器的传热特性和压降性能进行了测试试验研究,其中螺旋折流板全部采... 对倾斜角为10°、15°和20°的扇形折流板,倾斜角为15°的椭圆折流板和倾斜角为20°的轴向搭接扇形折流板三分螺旋折流板换热器以及弓形折流板换热器的传热特性和压降性能进行了测试试验研究,其中螺旋折流板全部采用分区布管结构,有48根管子,而弓形折流板换热器有49根管子。试验数据分析采用轴向Reynolds数Rez,o作为自变量,壳侧Nusselt数Nuo、轴向Euler数Euz,o等参数作为因变量,并采用Nuo/Euz,o量纲1组合数作为综合性能指标。在试验范围内,20°s方案的综合性能指标最高,比弓形折流板换热器方案平均提高69.8%;倾斜角最小的10°s方案的综合性能低于弓形折流板换热器方案;轴向搭接折流板换热器方案的综合性能低于相同倾斜角外圈连接折流板换热器方案,而椭圆折流板方案的综合性能低于相同倾斜角的扇形折流板方案。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 三分螺旋折流板 倾斜角 综合性能
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螺旋折流板换热器壳程流动与传热数值模拟研究 被引量：12
9
作者 徐百平 王铭伟 +1 位作者 江楠 朱冬生 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2005年第10期33-37,共5页
借助Fluent软件,建立了螺旋折流板换热器壳程通道的三维物理模型,采用RNGk-ε模型,对壳程内的流动与传热进行了数值模拟研究,得到了不同雷诺数下换热器内的速度矢量、温度分布,即平均阻力系数及Nu数。结果发现,壳程的流动为近螺旋线流动... 借助Fluent软件,建立了螺旋折流板换热器壳程通道的三维物理模型,采用RNGk-ε模型,对壳程内的流动与传热进行了数值模拟研究,得到了不同雷诺数下换热器内的速度矢量、温度分布,即平均阻力系数及Nu数。结果发现,壳程的流动为近螺旋线流动,存在局部回流与流线短路;流体在折流板迎风侧的流动较理想,但背风侧流动需要进一步改善。类比定律分析表明,螺旋折流板换热器的流动虽然比弓形折流板理想,但还远没有达到理想的协同状态。 展开更多
关键词 螺旋折流板 换热器 流体流动 传热 数值模拟 螺旋折流板换热器 数值模拟研究 流动与传热 壳程 Fluent软件
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折流板结构对管壳式换热器壳程流动与传热的影响 被引量：10
10
作者 胡岩 孙中宁 《应用科技》 CAS 2007年第9期14-18,共5页
利用F luent软件,对弓形折流板换热器和连续螺旋折流板换热器壳程的流场、流动阻力和换热进行了数值模拟分析,并对计算结果进行了实验验证.结果表明,弓形折流板换热器壳程存在明显的流动滞流区,螺旋折流板换热器中的流场分布则比较均匀... 利用F luent软件,对弓形折流板换热器和连续螺旋折流板换热器壳程的流场、流动阻力和换热进行了数值模拟分析,并对计算结果进行了实验验证.结果表明,弓形折流板换热器壳程存在明显的流动滞流区,螺旋折流板换热器中的流场分布则比较均匀.在相同的流量条件下,螺旋折流板换热器壳程的流动压降大约只有弓形折流板换热器的32%,换热能力则略低于弓形折流板换热器,但单位压降下的换热系数有很大的提高,大约是弓形折流板换热器的1.3倍.数值计算结果与实验值符合良好,说明采用的数学模型是合理的,较真实地反映了换热器的实际情况. 展开更多
关键词 弓形折流板换热器 螺旋折流板换热器 数值模拟
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周向重叠三分螺旋折流板换热器壳侧传热性能 被引量：12
11
作者 孙海涛 陈亚平 吴嘉峰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1360-1366,共7页
探析了周向重叠三分螺旋折流板换热器高效强化传热性能的主要机理,周向重叠三分螺旋折流板换热器除了具备螺旋折流板换热器的一般特点外,还同时具有适合正三角形布管方案和防相邻折流板之间短路的功能;指出周向重叠方案相邻折流板连接... 探析了周向重叠三分螺旋折流板换热器高效强化传热性能的主要机理,周向重叠三分螺旋折流板换热器除了具备螺旋折流板换热器的一般特点外,还同时具有适合正三角形布管方案和防相邻折流板之间短路的功能;指出周向重叠方案相邻折流板连接处三角区内的一排管束可以有效抑制因上下游通道的压差引起的逆向泄漏;介绍了倾斜角为20°、24°、28°和32°的单头螺旋、32°双头螺旋周向重叠三分螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器的试验结果,表明试验范围内的最佳方案是倾斜角20°方案,其平均壳侧传热系数、压降和综合指标(ho/Δpo)与弓形折流板换热器的数值之比分别为1.122、0.566和2.035。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 周向重叠 三分螺旋折流板 逆向漏流 倾斜角
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三分螺旋折流板换热器壳侧传热特性研究 被引量：11
12
作者 陈亚平 王伟晗 +3 位作者 李彦晴 刘化瑾 周兵 操瑞兵 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1905-1908,共4页
本文给出了三分螺旋折流板换热器几何参数的关系式,并分析了倾斜角为10°、15°、20°扇形、15°椭圆、20°扇形搭接的三分螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器的传热和压降性能测试实验结果。结果显示20°扇... 本文给出了三分螺旋折流板换热器几何参数的关系式,并分析了倾斜角为10°、15°、20°扇形、15°椭圆、20°扇形搭接的三分螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器的传热和压降性能测试实验结果。结果显示20°扇形折流板方案的壳侧换热系数较高且压降较低,其性能指标h_o/△p_o^(1/3)平均值比弓形折流板换热器的值高26%;20°扇形搭接方案与螺距相仿的15°扇形方案的性能大致相当;15°扇形方案比螺距较小的15°椭圆方案的性能更高。结果表明对换热器的性能起决定作用的不是折流板的倾斜角而是当量螺旋角。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 性能试验 三分螺旋折流板 倾斜角 当量螺旋角
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螺旋折流板换热器的协同角分布特性及局部换热特征 被引量：11
13
作者 张剑飞 陶文铨 何雅玲 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2769-2773,共5页
采用商用软件GAMBIT和FLUENT对3种不同螺旋角的螺旋折流板换热器周期性模型进行了三维数值模拟计算分析。计算发现40°角模型的Nusselt数最高而平均协同角最小,结论符合场协同原理。揭示了螺旋折流板换热器内场协同角的分布特征,发... 采用商用软件GAMBIT和FLUENT对3种不同螺旋角的螺旋折流板换热器周期性模型进行了三维数值模拟计算分析。计算发现40°角模型的Nusselt数最高而平均协同角最小,结论符合场协同原理。揭示了螺旋折流板换热器内场协同角的分布特征,发现螺旋折流板换热器整场的场协同角分布相当均匀。同时,对螺旋折流板换热器内不同区域的局部换热特征进行了研究,发现中心区域的换热强度随Reynolds数逐渐增强。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 周期性模型 换热特性 场协同 数值模拟
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搭接螺旋折流板换热器壳程流动特性研究 被引量：11
14
作者 孙琪 陈佳佳 +2 位作者 朱莹 王海秀 王树立 《化工机械》 CAS 2008年第1期10-13,共4页
用激光测速仪测量了搭接螺旋折流板换热器的流场特性,着重研究了螺旋折流板倾角为35°,相对搭接量为10%、15%、20%、25%、30%、35%时的速度分布、脉动速度及摩擦阻力规律,并就速度分布对换热性能及阻力的影响以及搭接量对有效换热... 用激光测速仪测量了搭接螺旋折流板换热器的流场特性,着重研究了螺旋折流板倾角为35°,相对搭接量为10%、15%、20%、25%、30%、35%时的速度分布、脉动速度及摩擦阻力规律,并就速度分布对换热性能及阻力的影响以及搭接量对有效换热面积的影响做了分析和讨论。在搭接区,轴向速度明显增大,出现峰值,切向速度分量明显减小。随着搭接量的增大,流动摩阻损失逐渐减小;搭接可增大换热流程,有利于强化传热。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 搭接 流动特性 激光测速仪
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套管双壳程连续螺旋折流板换热器性能数值模拟研究 被引量：11
15
作者 宋素芳 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第14期82-87,5,共6页
研究了一种新型套管双壳程连续螺旋折流板换热器,套管将壳程分为内外两部分,内壳程无折流板,外壳程采用连续螺旋折流板。建立了换热器的三维模型,采用分离式求解器,SIMPLE算法,k-湍流模型,借用CFD软件FLUENT对套管双壳程连续螺旋折流板... 研究了一种新型套管双壳程连续螺旋折流板换热器,套管将壳程分为内外两部分,内壳程无折流板,外壳程采用连续螺旋折流板。建立了换热器的三维模型,采用分离式求解器,SIMPLE算法,k-湍流模型,借用CFD软件FLUENT对套管双壳程连续螺旋折流板换热器和传统弓形折流板及传统单壳程连续螺旋折流板换热器壳程流动和换热特性进行模拟研究,结果表明:相同壳程进口流速下,套管双壳程连续螺旋折流板换热器的壳程压力降比弓形折流板和单壳程连续螺旋折流板换热器降低平均值分别为62.17%和22.76%,传热速率比这两种换热器均提高了25.98%和21.79%,单位传热量的压力降相比于这两种换热器降低平均值分别为68.93%和38.69%。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 双壳程 压力降 传热速率 数值模拟
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当量螺旋角对三分螺旋折流板换热器性能的影响 被引量：9
16
作者 刘化瑾 陈亚平 +2 位作者 李彦晴 王伟晗 黄锴 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期22-25,30,共5页
提出了非连续螺旋折流板换热器的当量螺旋角定义,并建议以组合数ho/Δp1o/3来反映换热器的综合性能。对可拆卸芯体管束折流板的倾斜角为10°扇形、15°扇形、15°椭圆、20°扇形、20°扇形搭接的三分螺旋折流板换... 提出了非连续螺旋折流板换热器的当量螺旋角定义,并建议以组合数ho/Δp1o/3来反映换热器的综合性能。对可拆卸芯体管束折流板的倾斜角为10°扇形、15°扇形、15°椭圆、20°扇形、20°扇形搭接的三分螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器进行了传热和压降性能测试实验。实验结果表明:其中当量螺旋角最大的20°倾斜角扇形折流板方案的壳侧换热系数最高且压降较低,其综合性能指标ho/Δp1o/3比弓形折流板换热器的数值高26%左右;20°倾斜角扇形搭接方案与当量螺旋角相仿的15°倾斜角扇形方案的性能大致相当;15°扇形方案比当量螺旋角较小的15°椭圆方案的性能更高。可见对换热器的性能起决定作用的是当量螺旋角而不是倾斜角;实验预示在当量螺旋角更大的范围存在最佳值。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 三分螺旋折流板 当量螺旋角 倾斜角 性能实验
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三分螺旋折流板换热器壳侧换热系数的关联式 被引量：9
17
作者 李彦晴 陈亚平 +2 位作者 刘化瑾 王伟晗 周兵 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期149-153,共5页
对三分螺旋折流板换热器和对比方案弓形折流板换热器的传热和压降性能进行实验测试,其中,三分螺旋折流板换热器包括倾斜角分别为10,°15,°20°的扇形折流板,倾斜角为15°的椭圆折流板和倾斜角为20°的扇形搭接折流... 对三分螺旋折流板换热器和对比方案弓形折流板换热器的传热和压降性能进行实验测试,其中,三分螺旋折流板换热器包括倾斜角分别为10,°15,°20°的扇形折流板,倾斜角为15°的椭圆折流板和倾斜角为20°的扇形搭接折流板5种方案.实验结果表明,20°倾斜角扇形折流板方案的壳侧换热系数最高且压降较低;折流板轴向搭接方案并不合理;当量螺旋角对换热器的性能起决定作用.根据实验数据拟合出含有倾斜角修正因子的三分螺旋折流板换热器壳侧换热系数的关联式,所计算的10,°15°和20°扇形折流板方案的数值与实验值相比误差大多小于±10%. 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 三分螺旋折流板 倾斜角 当量螺旋角 性能实验
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螺旋折流板换热器数值模拟研究与对比分析 被引量：10
18
作者 常佳 张晓兰 +1 位作者 金东鸽 董延阳 《压力容器》 2017年第10期43-48,共6页
通过对比条件一致的弓形折流板和螺旋折流板换热器的数值模拟结果,发现螺旋折流板换热器壳程绝大部分区域轴向速度占优,导致了螺旋折流板换热器壳程的压降和传热量均小于弓形折流板换热器。而螺旋折流板换热器三角区较高的切向流的原因... 通过对比条件一致的弓形折流板和螺旋折流板换热器的数值模拟结果,发现螺旋折流板换热器壳程绝大部分区域轴向速度占优,导致了螺旋折流板换热器壳程的压降和传热量均小于弓形折流板换热器。而螺旋折流板换热器三角区较高的切向流的原因是:三角区是上下游不同象限折流板区间接触"短路"的区域,故在这一区域存在较大压差会引起流体"短路"。同时,本研究也对比了螺旋折流板换热器数值模拟结果和工程半经验算法的计算结果,发现工程半经验算法得到的传热系数h偏低;且工程半经验算法中,对通过壳程半幅对称面的净质量流量考虑较简单,未考虑相邻三角区流体"短路"的影响,故有必要重新考虑螺旋折流板换热器热工设计校核中所用的传热系数h计算公式。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 数值模拟 对流传热
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螺旋折流板换热器的研究与进展 被引量：10
19
作者 潘振 陈保东 商丽艳 《节能技术》 CAS 2006年第1期81-85,共5页
本文介绍了螺旋折流板换热器的几何形状和流动原理,对其传热及压力降的研究现状进行了总结,与弓形折流板换热器相比,螺旋折流板换热器的最大优点降低阻力,增加传热系数。未来的研究重点是流动换热机理以及影响流动换热机理的因素。
关键词 螺旋折流板换热器 传热 压力降
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螺旋折流板换热器的研究进展 被引量：10
20
作者 刘娇洋 江楠 《石油化工设备技术》 CAS 2009年第2期43-48,共6页
简述了螺旋折流板换热器的强化传热机理,介绍了近年来螺旋折流板换热器的发展,及几种不同螺旋折流板换热器的性能和螺旋折流板的制造工艺,简述了数值模拟技术在其研究中的应用,并对螺旋折流板换热器在工业中的应用作了简单介绍。
关键词 螺旋折流板换热器 强化传热 制造 工业应用
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