张淑文 王伟平 杨 健 郑津洋 詹学华

(1杭州杭氧股份有限公司 杭州 310004)

(2浙江大学化工机械研究所 杭州 310027)

冷箱U型和Z型集管流体分布特性数值模拟

张淑文1王伟平2杨 健2郑津洋2詹学华1

(1杭州杭氧股份有限公司 杭州 310004)

(2浙江大学化工机械研究所 杭州 310027)

针对大型冷箱的U型和Z型集管内流体分布特性进行数值模拟研究。依据集管内压力分布规律性，探讨了不同雷诺数Re与结构因素对其内流体分布的实际影响;采用多孔介质模型分析给出了板翅式换热器对集管内流体分布的影响作用;最后对大型冷箱集管布置提出了流体均配优化方案。研究表明，U型集管内流体分配优于Z型集管;随着Re增加，U型集管流体分布趋于均匀而Z型集管变得不均匀;随着支管阻力增加所致的集管压降增加能使集管内流体分布趋于均匀;支管长度增加或支管管径减小，可使集管内流体分布趋于均匀，但会导致较大额外压降。依据以上结论提出的大型冷箱集管优化方案可在较大改善实际流体分布同时有效降低集管压降。

冷箱 U型和Z型集管 流体分配 CFD数值模拟

1 引言

冷箱是一种能在高效运行下进行绝热保冷的低温换热装置，一般由板翅式换热器、气液分离器以及复杂的连接管路等组成，广泛应用于大型空分、天然气液化以及乙烯生产等领域。冷箱内多台串、并联板翅式换热器之间的连接管路通常设置为一主管和多个支管相连的Z型或U型集管结构。该类结构若设计不合理对其内的流体分布会产生很大的影响，导致进入各换热器内的流体分配不均，从而影响冷箱的整体工作性能。……