基于正交试验的扭转流换热器壳程结构优化

摘要

建立扭转流管壳式换热器周期性全截面数值计算模型,采用对比实验验证了数值模拟方法及其结果的可靠性.影响扭转流换热器壳程流体换热和流阻性能的主要因素有相邻两组类梯形导流板间距、导流板宽度、导流板倾斜角度以及每组导流板的数量.设计正交试验,综合研究各参数对扭转流换热器壳程流体传热系数、压降及综合性能的影响,并对影响显著的结构参数进行了优化.结果表明,在研究参数范围内,影响扭转流换热器壳程流体综合性能的主次顺序为:相邻两组导流板间距>每组导流板数量>导流板倾斜角度>导流板宽度.综合性能最优的结构参数组合是相邻两组导流板间距为100mm、每组导流板个数为2、导流板倾斜角度为52.5°、导流板宽度为100mm,综合性能最高为114.9.研究结果为管壳式换热器壳程结构参数进行多目标优化提供了一种新方法,具有一定的指导意义.