管殼式換熱器在現代工業中占有十分重要的地位,特別是在動力、能源、化工、空調制冷、石油、冶金、核能等工業領域中應用極為廣泛,它是工藝流程中的一種主要設備。傳統的弓形折流板換熱器存在流動死區,易結垢,無法充分利用傳熱面積從而導致傳熱系數低,壓降大,管束易產生流體誘導振動等缺點。高效的管殼式換熱設備能從多方面節省能源的消耗:一方面可以節省驅使換熱器中冷熱兩種流體的運動所需的功耗,同時換熱面積的縮小可以減少生產換熱設備所需的能耗以及原材料,有效的結構形式還可以減少換熱面結垢的可能性,延長運行周期。因此換熱設備的高效強化是實現我國過程工業節能的關鍵因素之一。據統計,管殼式換熱器大約占世界換熱器市場總份額的35–40%,且在石油、化工領域管殼式換熱器能占到高達70%的份額。因此對螺旋折流板管殼式換熱器進行推廣應用對于節能具有重要的意義,可以創造巨大的社會效益和經濟效益。
上世紀末提出使用螺螺旋折流板支撐結構代替傳統的弓形折流板支撐結構可以顯著降低殼側壓降,也有利于強化換熱,具有良好的綜合性能,雖然近十余年中國內外對于螺旋折流板管殼式換熱器開展了較多的研究,但現有的公開發表的資料中未見到有關螺旋折流板換熱器的完整的設計方法介紹。本技術基于本課題組大量的試驗與數值模擬研究并參考相關公開發表的文獻,開發一套完整的熱力設計方法和軟件。
該項目是在教育部重點課題和“973”項目的大力支持下,經過多年的努力完成的。針對單殼程多管程單相介質流動換熱的螺旋折流板管殼式換熱器所開發的熱力設計軟件,該軟件擁有完全的自主知識產權。本軟件采用VB6.0、EXCEL2003和FORTRAN混合編程。VB形成可視化操作界面,可視化數據輸入輸出,實現數據傳遞功能;調用FROTRAN語言編制的可執行程序讀取所需數據完成核心計算;調用EXCEL軟件進行相關數據的保存和輸入輸出管理。
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