開架式氣化器新型傳熱管強化傳熱機理研究.pdf

1、隨著我國天然氣產業(yè)的高速發(fā)展，對LNG生產工藝也提出了更高的要求。氣化器是LNG氣化站的核心設備，而我國對其研究與發(fā)達國家相比還存在較大差異，尤其是對開架式氣化器的傳熱機理認識尚淺，所有關鍵設備均從國外進口。因此非常有必要對開架式氣化器的強化傳熱機理進行深入研究，開發(fā)出一種國產的新型氣化器，以擺脫對國外技術和承包商的依賴。
　　本文在現有超級開架式氣化器(SUPERORV)傳統結構的基礎上，設計了一種新型超級開架式氣化器，即在傳統

2、氣化器傳熱管內管中加入一個十字螺旋擾流桿。發(fā)現擾流桿的存在，不僅能夠加強流體的湍流強度，還能有效減小邊界層厚度，產生強烈的二次流，加強了流體在徑向上的熱交換，提高了傳熱管的換熱能力。
　　本文采用數值模擬的手段，對影響換熱效果的不同因素（螺距、壓力、材質）進行了數值計算分析，結果顯示:與目前現行的SUPERORV相比，新型傳熱管擾流桿的存在，不僅增大了換熱面積，還提高了流體的湍流強度，有效破壞了溫度邊界層，提高了換熱管的整體換熱能

3、力。在相同雷諾數Re下，新型傳熱管內流體的平均溫度明顯高于普通傳熱管內管流體的溫度;當壓力為5MPa，雷諾數為6000時，隨著螺距的增加，管內流體的湍流度減小，出口處流體平均溫度逐漸降低;當在同一雷諾數和螺距時，新型傳熱管內流體的溫度隨著壓力的升高逐漸降低，且努賽爾數Nu和傳熱系數h也隨其逐漸減小;當依次采用材質不銹鋼、鋁、銅時，隨著雷諾數的增大，新型傳熱管的努賽爾數Nu也逐漸增大，且采用銅時的努賽爾數最大，傳熱系數也最大。最后對文獻中