單弓形折流板管殼式換熱器物理模型復雜,因此選用適應性強的正四面體和金字塔形非結構化網格,使用gambit劃分網格。網格的數量直接決定了計算速度和精度。網格過少,將不到流場的流動特性;網格過多,一方面會-消耗計算機資源,另一方面大量的數值耗散積累會影響計算結果的正確性。所以進行網格的獨立性驗證時十分-的。以一個單弓形折流板管殼式換熱器模型為例進行網格獨立性驗證。共三套網格:換熱器整體均為四面體,終網格數量為1,521,014個;殼程為四面體網格,管程及殼程進出口管為六面體網格,終網格數量為i ,952,621個;由面到體依次畫網格,終網格數量為2,冷凝器制造廠家,175,849個。后面兩套網格計算結果相差小于60%綜合考慮計算精度與計算花費,選取第二套網格:終網格數量為1,952,621個。
換熱器作為油氣礦場初加工裝置主要的傳熱設備,換熱器運行情況的好壞,直接影響裝置的運行效率。由于受到檢修周期及有效檢測手段的-,換熱器在運行過程缺乏對運行狀態的準確把握,換熱器-運行狀態以及運行故障主要有以下幾種情況:壓降增大:造成原因主要包括:介質不潔凈或顆粒雜物太多,使板片或管束結塘或流道堵塞;受存在的非凝聚氣體影響;此外還和流體的流動速度有關,介質粘性越強、循環流動越慢,冷凝器價格,則壓降越大。介質內漏:換熱設備內的兩種介質由于某種原因造成高壓側介質向低壓側滲漏。換熱器由于處于受壓力、介質腐燭性、流動磨燭,尤其是固定管板換熱器,還有溫差應力,管板與換熱管連接處極易泄漏,導致換熱器內漏。還有很多管殼式和板式換熱器經常發生滲漏,尤其是介質為循環水或水和高溫油類的碳鋼換熱器,泄漏頻繁,給生產帶來-的安全-。泄漏:造成此原因多為密封塾片老化或者密封墊片材質選用不適,也可能是各夾緊螺桿的螺母松脫以及一些腐蝕性、氧化性很強旳物料長時間沖刷所至。結據:由于換熱器長期使用,在熱交換表面形成一定厚度的污塘或水據,增大了熱阻,從而降低了換熱器的傳熱效率。
管殼式換熱器運行過程中的速度矢量分布,在換熱器運行過程中,換熱器殼程入口段的速度矢量值在0.4m/s;川頁著折流板走向,換熱器殼程內砂的速度矢量值在0.6m/s至2m/s之間變化,在折流板上方的砂速度;在折流板逆向換熱器殼程內介質流動方向的背部,固體砂的速度矢量值,大約為0. i m/s。這是由于折流板的阻擋作用,降低了砂的速度。當砂粒徑較大更容易在速度降低區域形成砂沉積,衛比砂粒徑0.2m m時更為明顯。當砂粒徑為0.4mm,換熱器運行穩定時,不銹鋼冷凝器,管殼式換熱器殼程入u處的含砂率較高,冷凝器,大約在so%左右,殼程整體砂體積變化范圍在5%-20%之間,由于本次分析的砂粒徑較大,為0.4mm,故在殼程折流板根部有少量砂沉積,但沉積區占整個殼程的體積分數低于5%。
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