管壳式换热器壳程进口整流效果研究

摘要

针对换热器壳程进口结构进行了三维数值模拟研究,通过对壳程区域进行离散,统计处理了7个离散区域的流动情况,得到了整流效果指标算术平均值、相对偏差和相对标准偏差RSD等,并结合流线和空吸作用分析了管壳式换热器壳程进口整流效果的机理.而后分析了梳形挡板结构、壳程长度及进口Re对壳程流动状态的影响.研究结果表明,对比发现新型换热器壳程区域流速较高且流动平稳,基本为纵掠管束流动.发现夹层结构影响了大部分流体的流线形式,决定了大部分壳程流动区域的偏差类型,而梳形挡板可以在一定范围内对流动区域的均匀性进行改善.流体沿壳程流动过程中,管束中心区域流速的相对偏差较大且逐渐减小,而边缘区域流速的相对偏差较大且呈增大趋势.在不同Re下,较低Re有利于流动均匀性的提高,但Re对壳程流体的分布影响较小.适当选取梳形挡板时,流体的流动性和稳定性得到很大改善,Re为40000时,其不均匀度RSD的峰值最小可达0.38137.