图7 双弓形折流板结构
螺旋形折流板换热器是最新发展起来的一种管壳式换热器[2,25], 与常规折流板相互平行布置方式不同,它的折流板相互形成一种特殊的螺旋形结构, 每个折流板与壳程流体的流动方向成一定的角度,并使得壳程流体沿着折流板做螺旋运动,这样减少了管板与壳体之间易结垢的死角,能显著的防止结垢,从而提高换热效率。从东欧一些国家的使用情况来看,螺旋形折流板换热器的壳程压降和防垢能力都能达到令人满意的效果。
3 最新技术动向 3.1 计算流体力学[26] 计算流体力学(CFD)是指运用计算机的软硬件技术,建立流体的流动和热传递模型,并进行计算机模拟和仿真,从而对流体的流动区域和热传递的分布进行更详细的预测。换热器的设计中有许多实验代价很高,而且很耗时间,有些甚至不可能实现,计算流体力学的发展方便了这些实验的实现。随着计算机软硬件的发展,计算流体力学在化工行业中应用也越来越广泛,生产CFD应用软件的厂家也越来越多。 3.2 专家系统[26] 专家系统在换热器的设计和选型中应用较快。将专家系统用于管壳式换热器设计和选型,可以辅助设计者对流体流径、壳体及浮头类型、换热器结构尺寸、折流板类型和换热器整体布置等问题进行决策。目前,商品化的专家系统还很少[27],许多厂家开发的专家系统仅在内部使用。 3.3 用于整体装置设计的数据库技术[26] 传统的整体装置设计任务是由各个部门的工作小组分别对其中的某一项进行设计,并通过设计说明书相互联系来完成的,而最近发展起来用于整体装置设计的数据库技术,可以使这种繁重的任务变得简单起来。通过数据库系统,不同类型的设计应用软件可以有机地形成一个整体,设计者只需通过数据库操作系统向应用软件中输入相关参数,便可得到更多的关于设计任务的数据,并且这些数据可以反馈到数据库中。随着计算机辅助设计(CAD)软件包和数据库技术的发展,用于整体装置设计的数据库技术必定会代替手工计算设计方法。
4 结语 走向21世纪的传热技术将如何发展,引人注目。目前世界各国在换热器理论研究及新技术新产品开发方面已进入高层次的探索阶段,涉及的领域很广,需要综合技术水平的发展作为基础。采用强化技术对管壳式换热器加以改进,并运用计算机化的流体力学进行流体流动和传热的计算机模拟和仿真,以及专家系统、数据库技术在换热器优化选型中的应用,将得到进一步开拓和推广。
文章编号:1000-7466(1999)06-0042-04
作者简介:李尔国(1975-),安徽省天长市人,硕士生 作者单位:甘肃工业大学石油化工学院,甘肃兰州730050
参考文献 [1]Mukherjee Rajiv. Effectively design shell-and-tube heatexchangers[J].Chemical Engineering Progress,1998,94(2):21-37. [2]Mukherjee Rajiv. Broadern your heat exchanger design skills[J]. Chemical Engineering Progress,1998,94(3):35-43. [3]Gabriel Aurioles.Comply with ASME code during early design stages[J]. Chemical Engineering Progress,1998,94(6):45-50. [4]阎皓峰.新型换热器与传热强化[M].北京:宇航出版社,1991. [5]高莉萍,王励端.高效换热器发展动态及其应用[J].石油化工设备技术,1995,16(3):8-14. [6]钱伯章.无相变液-液换热设备的优化设计和强化技术(Ⅰ)[J].化工机械,1996,23(2):110-115. [7]张平亮.新型高效换热器的技术进展及其应用[J].压力容器,1997,14(2):56-62. [8]付尚信.郎 达译.高效换热器数据手册(日)[M].北京:机械工业出版社,1987. [9]Cynthia Fabian Mascone. CPI strive to improve heat transfer in tube[J]. Chemical Engineering,1986,93(3):22-25. [10]钱伯章.无相变液-液换热设备的优化设计和强化技术(Ⅱ)[J].化工机械,1996,23(3):169-174. [11]杜吉宾,胡金朋.新型强化换热器的性能分析[J].石油化工设备技术,1995(3):18-21. [12]王建军,陈占勇.内波纹螺纹管换热器的研制及应用[J].压力容器,1995,12(1):44-47. [13]Mukherjee R. Conquer heat exchanger fouling[J].Hydrocarbon Processing,1996,75(1):121-127. [14]Someah K. On-line tube cleaning: the basics[J]. Chemical Engineering Progress,1992,88(7):39-45. [15]夏新民.高效自洁换热器-管内弹簧技术的研制[J].石油化工设备技术,1995,16(3):15-17. [16]盛佑清,罗云禄.对不同支承横纹管束传热流动的实验研究[J].化工机械,1992,19(2):70-73. [17]刘湘秋,吴京生,周 超.高效横纹管换热器的设计制造与应用[J].化工机械,1994,21(3):167-170. [18]Gentry C C. ROD baffle heat exchanger[J]. Chemical Engineering Progress,1990,86(4):48-57. [19]Mukherjee R. Don't let baffling baffle you[J]. Chemical Engineering Progress,1996,92(4):72-79. [20]钱伯章.折流杆换热器及其设计经验[J].化工机械,1992,19(1):38-43. [21]张应豪.折流杆换热器的实验及其应用[J].石油化工设备,1988,17(1):7-10. [22]刘素云,纪贵芬,孙翰书.板条式折流杆螺旋槽管再沸器的开发及应用[J].石油化工设备技术,1995,16(3):21-24. [23]Mukherjee R.Use double-segmental baffles in shell-and-tube heat exchangers[J]. Chemical Engineering Progress,1992,88(11):47-52. [24]刘民强译.双弓形折流板管壳换热器[J].石油化工设备技术,1993,14(5):17-20. [25]Bufferworth D. New twists in heat exchangers[J]. The ChemicalEngineer,1992,10(9):23-27. [26]Butterworth David, Cynthia Fabian Mascone. Heat transfer heads into the 21st century[J]. Chemical Engineering Progress,1991,87(9):30-37. [27]Bruce Tilton, Robert Sigal , Umesh Ratnam. Designing and rating process heat exchangers[J]. Chemical Processing,1998,61(4):65-76. |