可拆式螺旋板换热器传质传热的数值模拟

摘要

应用计算流体动力学(CFD)和数值传热学方法,建立了考虑可拆式螺旋板换热器(DSHE)内流动与传热的三维数学模型,分析了换热器内流体的流速、流向、流动状态以及换热器高度、流道间距、接管形式等流动与结构参数对传热系数、系统压降及传热-压降性能系数EK等参数的影响.结果表明,几何结构一定时,流速增加会使传热系数增大、压降增大、性能系数减小,但相比之下,适当提高油侧流速比提高水侧流速对强化传热更经济有效;而在流量一定情况下,随换热器高度或板间距增大,传热系数和压降会减小,传热-压降性能系数EK会提高,但螺旋板圈数增加却会使传热系数、压降、传热-压降性能系数均有不同程度的劣化,同时金属板材消耗量增大,经济性降低.此外,切向接管和逆流流动更有利于强化传热和减小压降,换热器综合性能更好.这些结果对可拆式螺旋板换热器的结构优化与参数调试具有重要的参考价值和指导意义.