固定管壳式换热器的温度场数值分析

    固定管壳式换热器的温度场数值分析，广州擎立换热器小编为您解答：

    管壳式换热器是进行热量传递的通用工艺设备。由于其具有结构坚固、操作弹性大、使用经验丰富及可靠性高等优点,目前在工业装备中得到广泛采用,其中固定管板式换热器应用最为广泛。众所周知,固定管板式换热器的工作可靠性受管壳壁温差(或温差应力)的影响很大。因此,对换热器工作状态下温度场分布的研究对于如何降低管壳壁的温差应力,努力提高固定管板换热器的使用可靠性,延长其服役周期和使用寿命,提高热交换系统或热能动力系统的系统可靠性有着十分重要的意义。

    有关管壳式换热器的温度场研究,目前大多数文献集中于研究管板的温度场及所产生温差应力,以及由此导致的结构强度等问题,通常利用Ansys大型商用软件进行管壳式换热器管板结构的温度场研究,采用简化的三维实体模型较多,一般利用已知的平均温度或利用已知的换热(膜)系数对几何结构模型加载,而这些已知条件通常来源于手册提供的数据或者经验数据,并非来源于严格的换热器流体力学与传热的数值计算,因此是产生结果计算偏差的主要原因之一。

    目前文献对于给定工艺条件下管壳式换热器的整体温度场研究的并不多,由于准确的温度场是研究温差应力及其危害的前提,因此本文利用Flu-ent软件对一台固定管板换热器的约束构件之间的整体结构在正常运行工况下的温度场数值计算问题进行了研究,首先从计算流体力学与传热的角度出发,利用CFD软件Fluent的流体流动与传热数值模拟功能,采用分块划网、分段模拟的方法建立换热器壳程主要流体与结构的三维实体流道模型,进而进行温度场的数值计算,随后对Flu-ent数值计算所得到的结构壁温分布特点进行了分析,研究了包括管束、壳体及管板的约束构件之间的温度场在轴向、径向及周向温度梯度的变化情况,为进一步深入研究固定管板式换热器温差应力数值计算问题建立了基础。