摘要：利用计算流体力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)方法,针对连续螺旋折流板换热器建立物理模型和数学模型,在管侧介质为水和壳侧介质为原油条件下,研究不同原油流量及螺旋角对螺旋折流板换热器内部流场、换热性能及阻力性能的影响,并拟合了水油换热时螺旋折流板换热器的Nu、f与Re的关联式。结果表明:22°螺旋角的螺旋折流板换热器与其它较小螺旋角换热器对比,壳侧压降和换热系数逐渐减小,综合换热性能最佳。通过对壳侧原油为层流状态下的阻力系数和对流换热系数关系式进行拟合,更好地指导水-油连续螺旋折流板换热器的热力设计。

摘要：管壳式换热器在石油、化工、中央空冷系统等工业领域中运用极为普遍,近年来的研究提出一种换热效果更好的新型连续螺旋折流板管壳式换热器。换热器的热力设计环节直接影响换热器的实际使用,然而由于可能涉及商业机密,公开文献中对于该新型换热器的热力设计环节研究较少。在传统弓形折流板设计过程的基础上,通过将连续螺旋折流板管壳式换热器与弓形折流板换热器经验关联式进行对比,提出一种新的基于最大流速比的连续螺旋折流板管壳式换热器热力设计方法;并通过对压缩机油冷器与中央空调系统干式蒸发器两个设计实例的测试验证了该设计方法的可靠性。该设计方法能够简化连续螺旋折流板管壳式换热器的设计流程,并为工业实际设计提供参考。

摘要：针对大螺距连续螺旋折流板螺旋升角大、成型困难的问题,分析了连续螺旋板成型的基本原理,提出了螺旋导向+热成型+周向力的成型方案,设计制造了连续螺旋折流板压制成型模具,压制过程中通过模具转动得到了一个完整周期的连续螺旋折流板;分析了大螺距连续螺旋折流板钻孔加工的难点,提出了采用数控加工中心铣削加工的方案。通过合理的刀具选择和装夹设计加工出了连续螺旋折流板,解决了大螺距螺旋面管孔加工问题,为大螺距连续螺旋折流板的成型及加工提供了借鉴。

摘要：设计并建立了换热器传热与阻力的综合性能实验台,对1种弓形折流板换热器和2种连续螺旋折流板换热器壳侧的传热及阻力性能进行了实验研究,实验介质管侧为水,壳侧为油;同时基于壳侧传热实验数据;应用遗传算法预测了换热器的总换热量。实验结果表明:在相同的壳侧流量下,螺旋折流板换热器的阻力要高于弓型折流板换热器,正进正出螺旋折流板换热器的阻力高于侧进侧出螺旋折流板换热器;螺旋折流板换热器的换热系数高于弓型折流板换热器,侧进侧出螺旋折流板换热器高于正进正出螺旋折流板换热器,而且流量越大这种优势越明显。预测结果表明通过遗传算法得到的传热关联式所得的换热量比采用线性回归所得的更加接近实验数据,表明遗传算法可应用于工程中换热设备性能的预测。