螺旋板换热器数值模拟模型的建立.pdf

学工程师
Chemical Engineer
2011年第6期
文章编号:1002-1124(2011)06-0024-03
绌
螺旋板换热器数值模拟模型的建立
育
左丹
(盘锦职业技术学院,辽宁盘錦124010)
摘要:为了对螺旋板式换热器进行数值模拟,建立了换热器的数学模型。使用等角度间隔将换热器中的
流体分为多个流动单元,将换热面分为多个传热面单元,建立了流动单元与传热面单元之间的对应关系。应
用传热学原理建立了螺旋板式换热器的数学模型。利用这一模型,对实际型号的螺旋板换热器进行了模拟计
算,得到了换热器内的温度分布、总传热系数及总流动阻力。模拟计算所得的流体温度分布及总传热系数等
数据与实验数据吻合较好。
关键词:螺旋板式换热器;数学模型;模拟
中图分类号:TQ052
文献标识码:B
Establishment of numerical simulation model for spiral heat exchanger
ZUO Dan
(Panjin Vocational and Technical College, Panjin 124010, China)
Abstract: In order to simulate spiral heat exchanger, the numerical model of heat exchanger is established
Fluid inside the exchanger is divided into a number of flow units by equal angle, heat transfer surface is also divid
ed into a number of heat transfer surface units. The relation between flow units and surface units is establish
The numberical model of the spiral heat exchanger is established based on heat transfer principle. Using this mod
el. Calculation is made to calculate the actual spiral plate heat exchanger by the numberical model, and the distri
bution of temperature, total heat transfer coefficient and total flow resistance inside the exchanger are obtained. The
simulation result of fluid Lemperature distribution and the total heat transfer coefficient consistent with the experi-
al data
Key words: spiral heat exchanger; numerical model; simulation
螺旋板式换热器问世于上世纪30年代初,因度分布,进而确定该换热器有关的传热性能及流体
其具有传热效率高、结构紧凑、不易结垢堵塞、可利流动性能数据,以供设计及选型使用。
用低温热源、成本低以及耐高温差和热损失非常小
等优点而受重视。许多国家相继开发了大量不同结1数学模型的建立
构和采用不同材质的新产品,国外已大量应用。国
内虽早有生产,但推广应用还不是很广泛,而且用1.1几何分析
于计算的经验公式误差较大。随着计算机技术的迅1.1.1流道圈数的定义螺旋板式换热器中有两
猛发展以及市场竞争的日益激烈,使用计算机对螺种流体(下面称为流体A和流体B)。螺旋板换热器
旋板换热器进行模拟计算对于设计和生产单位具通道的圈数是定义如下
有十分重要的实用价值
以A流体为例,点a相当于起点,设置转角
为进行准确的模拟计算,需要建立螺旋板式换G=-T,在点0转角为6-0,点b转角6=π,转角按
热器的数学模型。本论文通过微分方法,将換热器顺时针方向增加,)-b-A1为第一,点A为第一圈
分为多个流动单元及传热面单元,根据传热学及流的终点,0=2m,第二圈的起点为点A,转过2T弧
体流动原理建立每个单元的传热方程,通过解方程度后达到点A2第三圈的起点为点A2,转过2T弧
组及迭代计算,可计算得到冷、热流体沿通道的温度后达到点A余类推。各点的定义见图1
收稿日期:2011-03-23
作者简介:左丹(1976-),女,讲师,毕业于抚顺石油学院化工艺
专业,现从事化工技术研究工作。