绕管换热器计算方法研究及软件开发
换热器作为各大行业普遍使用的设备，开发应用高效的换热器对于节约能源具有重大的意义。绕管换热器广泛用于低温甲醇洗装置、化工装置、天然气液化过程、空气分离过程等，具有广泛的应用前景。基于洛阳33有限公司芳烃异构化进料换热器改进项目，研究了单相流和两相流绕管换热器的传热和压降计算方法，并进行了设计计算软件开发。完成的主要工作及结论如下： （1）针对Schmidt.E.F计算方法中临界雷诺数中各层缠绕直径Ds需要反复带入计算的问题，提出了采用平均缠绕直径-Ds代替Ds来计算管侧传热系数的方法；并对壳侧传热系数计算过程中的当量直径De和壳程有效质量流速Geff这两个关键参量的计算方法进行了改进，完善了单相流绕管换热器的传热和压降计算。为便于编程，同时兼顾绕管换热器自身结构的特殊性，提出了物性参数拟合公式法，并建立了绕管换热器独有的结构设计方法。 （2）针对绕管换热器管内沸腾传热机理的复杂性的问题，在分析直管管内沸腾传热的基础上，用代表绕管换热器结构特点的参数—迪恩数Dn加以修正后，得到两相流绕管换热器管侧沸腾传热计算公式；对计算绕管换热器壳侧冷凝传热的R.W.Lockhart方法和Bays和McAdams方法进行了修正，并给出了其不同的适用工况；同时为提高物性参数计算的精确性，提出了能用于各种类型换热器设计计算的温度分段计算方法，并给出了各段温度点的求解方法。 （3）在上述计算方法的基础上，使用VB编程语言对两相流绕管换热器设计计算进行了软件编制，软件编制过程中充分运用了VB编程的循环结构，大大缩减了代码的数量，并对每个步骤的计算创建了友好的可视化窗口，此外还建立VB和Word之间的链接，把设计计算结果保存到Word文档中，便于后期的验证和施工操作。洛阳33有限公司对软件进行了考核验证，并应用于工程中。工程应用结果表明，该软件的设计计算方法具有一定的可靠性。
绕管换热器;两相流;传热计算;压降计算;软件开发
郑州大学
硕士
化工过程机械
吴金星
2016
中文
TK172;TP311.52
82
2016-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）