ПРИМЕНЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПЕРЕГОРОДОК ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОЖУХОТРУБЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ

О. В. Четверткова, Р. Г. Ризванов, А. М. Файрушин

Аннотация


Статья посвящена исследованию течения жидкости в межтрубном пространстве кожухотрубчатого теплообменного аппарата.

Теплопередача в кожухотрубчатом теплообменном аппарате зависит от множества факторов: свойств теплоносителей, геометрических параметров проточной области, качества теплопередающей поверхности.

Выбор оптимального соотношения геометрических параметров для достижения наибольшей энергетической эффективности теплообменного аппарата должен производиться на основании исследования тепло-гидравлических характеристик потоков.

Наиболее эффективным методом исследования процессов гидродинамики и теплопередачи в настоящее время является метод вычислительной гидродинамики, реализованный в программных системах конечно-элементного анализа. Преимуществами вычислительной гидродинамики является высокая скорость расчета, точность и полнота полученных данных, дающая представление о распределении и скорости потоков в аппарате, гидравлическом сопротивлении внутреннего пространства в целом и его отдельных участков.

В статье показана конечно-элементная модель теплообменного аппарата. Модель теплообменного аппарата состоит из трех расчетных областей (трубное пространство, металл труб, межтрубное пространство) и включает взаимодействие между расчетными областями.

Результаты численного моделирования дают полную картину распределения тепло-гидравлических параметров потоков в межтрубном и трубном пространстве. Особый интерес представляет течение в межтрубном пространстве, обладающем более сложной конфигурацией. Моделирование позволило оценить распределение потока теплоносителя, определить качественные и количественные характеристики влияния конструктивных зазоров и размещения перегородок.

Повышение эффективности теплопередачи в КТА может быть достигнуто путем сужения застойных зон, образующихся за поперечными перегородками. Для этой цели предлагается применение дополнительных перегородок, способствующих более равномерному распределению потока и результаты исследования влияния размещения дополнительных перегородок на эффективность теплоотдачи в межтрубном пространстве.


Ключевые слова


additional baffle;CFD;cross baffle;efficiency of heat transfer;shell-and-tube heat exchanger;shell-side;дополнительная перегородка;кожухотрубчатый теплообменный аппарат;межтрубное пространство;поперечная перегородка;эффективность теплопередачи

Полный текст:

PDF

Литература


Справочник по теплообменникам. В 2-х т.; пер. с англ. под ред. О. Г. Мартыненко, А. А. Михалевича, В. К. Шикова. М.: Энергоатомиздат, 1987. Т. 2. 352 с.

Фраас А. Расчет и конструирование теплообменников; пер. с англ. М.: Атомиздат. 1971. 326 с.

Gaddis, E. S., Gnielinski, V. [1977], Pressure Drop on the Shell Side of Shell and Tube Heat Exchangers with Segmental Baffles, Chem. Eng. Process, Vol. 36, no. 2, pp. 149-159.

Верификация конечно-элементной модели кожухотрубчатого теплообменного аппарата / О. В. Четверткова, А. В. Миронов, Р. Г. Ризванов, Р. Г. Шарафиев// Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн./УГНТУ. 2015. №3. С.452-465. URL: http://ogbus.ru/issues/3_2015/ogbus_3_2015_p452- 465_ChetvertkovaOV_ru.pdf

Четверткова О. В. Ризванов Р. Г., Чернятьева Р. Р. Влияние расстояния между поперечными перегородками и высоты выреза перегородки на тепловую эффективность кожухотрубчатого теплообменника // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн./УГНТУ. №6. С.452-465. URL: http://ogbus.ru/issues/6_2015/ogbus_6_2015_p452-465_ChetvertkovaOV_ru.pdf

Антуфьев В.И. Эффективность различных форм конвективных поверхностей нагрева. М.: Энергия, 1966. 183с.

Mohammadi, K., Heidemann, W., Müller-Steinhagen, H. [2006], Numerical Investigation of the effect of baffle orientation and baffle cut on heat transfer and pressure drop of a shell and tube heat exchanger, Proceedings of the 13th International Heat Transfer Conference IHTC-13, 13-18 August 2006, Sydney.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2017-3-67-83

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.