基于ANSYS-CFX的管殼式換熱器殼程性能的數值研究

張 勇 閆媛媛 楊 飛

（陜西科技大學機電工程學院)

換熱技術

基于ANSYS-CFX的管殼式換熱器殼程性能的數值研究

張 勇*閆媛媛 楊 飛

（陜西科技大學機電工程學院)

利用Pro/E對弓形折流板換熱器進行了參數化建模，采用ANSYS-CFX對換熱器殼程流體的流動與傳熱做了模擬分析。從數值模擬的角度分析了單弓形折流板換熱器殼程振動和傳熱 “死區”產生的原因，研究了不同折流板間距、不同折流板缺口高度及不同進口流速對換熱器殼側傳熱和壓降的影響，并在此基礎上對換熱器的結構提出了優化措施。

換熱器 弓形折流板 結構優化 數值模擬 ANSYS-CFX

0 引言

管殼式換熱器作為一種普遍應用的換熱裝置，因其具有易于制造、價格低廉、換熱表面清洗方便、工作穩定、適應性強等優點，被廣泛用于能源、化工、冶金、石油等工業領域。但是傳統的單弓形折流板換熱器由于殼側壓降大和存在傳熱 “死區”的緣故，存在著換熱器能耗較大、換熱效率低等缺陷。所以搞清楚影響弓形折流板換熱器殼側傳熱和壓降的因素，對于提高換熱效率、減小能耗損失具有重大的工程意義。

隨著計算機及CFD技術的發展，數值模擬已經成為新型高效低耗換熱器設計的得力工具[1]。本文以常見的單弓形折流板換熱器為主要研究對象，采用Pro/E軟件建立了換熱器的參數化模型，利用ANSYS-CFX對換熱器殼程流體的流動與傳熱進行了數值模擬，從數值模擬的角度分析了單弓形折流板換熱器殼程振動和傳熱 “死區”產生的原因，研究了在改變折流板間距、折流板缺口高度及進口流速時換熱器殼程傳熱和壓降的變化規律，總結了影響殼側性能的因素，并對換熱器的折流板結構提出了改進措施。……