乙苯蒸汽过热器壳程流场模拟与换热性能分析

摘要

基于几何和雷诺数Res相似理论建立管壳式乙苯蒸汽过热器计算模型,利用FLUENT 17.2软件模拟过热器流场,分析壳程质量流量对壳程换热系数、壳程压降、综合评价因子Nu×Pr-1/3的影响规律,研究壳程附件对流场及换热的影响.结果 表明:过热器壳程流场分布不均,折流板背风面存在流动死区;随着流量增大,壳程换热系数和压降增加,在对数坐标下拟合Res与Nu×Pr-1/3时有良好的线性关系,数值模拟结果与经验方法Bell-Delaware得到的结果吻合较好;增加折流板数时,单位压降下的传热系数减小,流动死区减小,壳程压降和换热系数增大;旁路挡板能有效地减弱旁流流量并提高换热效果,防冲管有助于提高壳程进口端流场均匀性;支持板会造成壳程流量分配严重不均,壳程换热系数和压降降低,严重影响了过热器的整体换热效果.通过流场模拟与换热性能分析,发现支持板的设置是工业乙苯过热器换热性能变差的一个重要原因.