開架式氣化器新型傳熱管強(qiáng)化傳熱機(jī)理研究.pdf

1、隨著我國天然氣產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)LNG生產(chǎn)工藝也提出了更高的要求。氣化器是LNG氣化站的核心設(shè)備，而我國對(duì)其研究與發(fā)達(dá)國家相比還存在較大差異，尤其是對(duì)開架式氣化器的傳熱機(jī)理認(rèn)識(shí)尚淺，所有關(guān)鍵設(shè)備均從國外進(jìn)口。因此非常有必要對(duì)開架式氣化器的強(qiáng)化傳熱機(jī)理進(jìn)行深入研究，開發(fā)出一種國產(chǎn)的新型氣化器，以擺脫對(duì)國外技術(shù)和承包商的依賴。
　　本文在現(xiàn)有超級(jí)開架式氣化器(SUPERORV)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種新型超級(jí)開架式氣化器，即在傳統(tǒng)

2、氣化器傳熱管內(nèi)管中加入一個(gè)十字螺旋擾流桿。發(fā)現(xiàn)擾流桿的存在，不僅能夠加強(qiáng)流體的湍流強(qiáng)度，還能有效減小邊界層厚度，產(chǎn)生強(qiáng)烈的二次流，加強(qiáng)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(shù)值模擬的手段，對(duì)影響換熱效果的不同因素（螺距、壓力、材質(zhì)）進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算分析，結(jié)果顯示:與目前現(xiàn)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(qiáng)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(shù)Re下，新型傳熱管內(nèi)流體的平均溫度明顯高于普通傳熱管內(nèi)管流體的溫度;當(dāng)壓力為5MPa，雷諾數(shù)為6000時(shí)，隨著螺距的增加，管內(nèi)流體的湍流度減小，出口處流體平均溫度逐漸降低;當(dāng)在同一雷諾數(shù)和螺距時(shí)，新型傳熱管內(nèi)流體的溫度隨著壓力的升高逐漸降低，且努賽爾數(shù)Nu和傳熱系數(shù)h也隨其逐漸減小;當(dāng)依次采用材質(zhì)不銹鋼、鋁、銅時(shí)，隨著雷諾數(shù)的增大，新型傳熱管的努賽爾數(shù)Nu也逐漸增大，且采用銅時(shí)的努賽爾數(shù)最大，傳熱系數(shù)也最大。最后對(duì)文獻(xiàn)中