径向热管换热器壳程数值模拟及结构参数优化
2012-09-21涂福炳武荟芬张岭周孑民贾煜
中南大学学报(自然科学版) 2012年5期
关键词:烟气
涂福炳,武荟芬,张岭,周孑民,贾煜
(1. 中南大学 能源科学与工程学院,湖南 长沙,410083;2. 长沙有色冶金设计研究院,湖南 长沙,410011)
对含硫量较高的中、低温工业烟气进行余热回收和利用,要求设备具有优良的抗低温露点腐蚀的性能,而常规的换热设备不具备该性能,且换热器寿命短,事故频繁,常造成整个生产线停产,使企业蒙受较大的经济损失[1]。同轴径向热管换热器是一种新型的高效换热器,输热能力大,均温性能优良、传热方向可逆、阻力损失小、安全耐用,较好的解决了中低温含硫烟气露点腐蚀的问题[2-3]。国内外学者目前对于热管换热器的研究主要是针对轴向热管换热器,对于同轴径向热管换热器的研究尚少。Peretz等[4-5]研究了热管换热器的几何结构对其传热性能的影响,对管间距、翅片间距以及热管的蒸发段和冷凝段长度进行优化;董其伍等[6]引入了13个参数量,建立了电站锅炉热管空气预热器的优化设计模型,并编制了组合型离散变量优化算法程序;邓斌等[7]采用各向异性多孔介质模型对管壳式换热器壳侧的流动进行了数值模拟,着重分析了管壳式换热器壳侧的湍流流动特性;黄兴华等[8-9]使用多孔介质模型对实验用管壳式热管换热器壳程单相流动和传热进行了三维数值模拟,得出了壳程流体流动和传热的分布规律;孙世梅等[10-11]运用Fluent对径向热管换热器内流体流动与传热进行了模拟研究,较好的说明了采用数值计算方法预测热管换热器传热性能的可行性;……
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