摘要：采用“流-固”共轭传热与“热-固”单向耦合的方法,分析了螺旋套管换热器对流换热特性、热膨胀大变形以及对热应力计算的影响。结果表明:受离心力影响,螺旋管及夹层流体质点形成二次流混合强化螺旋外侧换热,螺旋内管外侧比同一截面内侧点温度更低;在高温换热工况下,在螺旋管因热膨胀而出现显著的变形,其变形量与管壁厚度处于同一数量级,高温工况下螺旋套管换热器热应力计算属于大变形问题,采用大变形有限单元非线性计算结果比小位移线性计算的热应力更大、更加符合实际。最后,以减小热应力为优化目标,对螺旋套管T型接头布置方位进行了优化,当接管径向布置时热应力比轴向布置减小约1/3。

摘要：根据螺旋套管换热器的结构特点及传热特性,建立了水—水蒸气的流动与传热的三维几何模型。利用Fluent对不同工况下的螺旋套管进行了数值模拟,得出了湍流状态下螺旋套管内流体的温度场、速度场和压力场;利用搭建的螺旋套管换热器试验台,得出多种工况下的传热系数,为螺旋套管换热器的设计计算提供了依据。同时将试验结果和数值模拟结果进行对比分析,验证了数值模拟的正确性。