高效节能换热器的分类与发展

高效节能换热器的分类与发展

政府坚持“科学发展和节能，把节能放在首位”的政策，2007年占gdp总产值的42.7%，占总能耗的71.6%，占专业能耗的80%，技术节能领域非常丰富。国家能源科学和技术“25”计划还明确规定了“利用科技无限的力量来解决有限能源和资源的限制，努力提高能源资源的开发、转化和使用效率”的节能原则。60%以上的用能设备是换热器。换热器不仅是工业部门保证一定生产过程和条件使用的通用汽车，也是利用工业二次能源实现盈余回收和节能的主要设备。换热器行业充分体现了节能环保。是一家在增长和发展过程中蓬勃发展的朝阳产业。近年来，随着换热行业的主要发展方向是节能效效果。我们可以得到[6.8]加热通道的改进器，以减少传动迟间的加热区域，降低压降，提高设备的热强度。换热器按照传热表面的形状和结构特点可分为管式换热器,板式换热器和其他形式换热器三大类.其中,管式换热器以管表面为传热面,具有耐高温高压,制造工艺简单等特点,是工业中应用最多的换热器.板式换热器[11~14]是以板为传热面,具有结构紧凑,传热效率高等特点,是目前较为先进的高效节能换热器.板式换热器板片与板片之间密封方式有垫片密封和焊接密封两种方式.垫片密封板式换热器即常见的可拆板式换热器,它具有换热效率高,易拆洗维护,容易扩容等优点,已经在各个行业得到广泛应用.垫片密封板式换热器内的流体必须与垫片材料相兼容(非腐蚀性),工作压力一般小于2.5MPa,温度低于250°C.焊接密封板式换热器整个板片周围采用焊接方式来形成密封,可用于与板材兼容的腐蚀性流体,工作压力范围真空至20MPa,温度范围-200°C~900°C.全焊接板式换热器的出现,大大拓宽了板式换热器的应用领域.伴随着制造技术的快速发展,尤其是焊接技术的发展,全焊接板式换热器新产品不断涌出.图1给出了全焊接板式换热器的分类.根据换热芯体有没有放在承压外壳中,可以分为非板壳式和板壳式两大类.非板壳式根据流动方式和焊接方式的不同可以逐步细分为可拆全焊接板式换热器、钎焊板式换热器、纯逆流焊接板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器等.板壳式换热器根据板片的几何形状可以分为圆形板片板壳式换热器和方形板片板壳式换热器.本文首先将对图1中各类换热器原理进行简单描述,着重讲解其中两类新型全焊接板式换热器:可拆全焊接板式换热器和圆形板片板壳式换热器,并介绍全焊接板式换热器的市场情况;接下来阐述全焊接板式换热器与管壳式换热器的经济性对比;最后总结了近年来全焊接板式换热器传热流动方面的研究进展.1非板壳式全焊接板换热器1.1可拆全焊接板式换热器可拆式全焊接板式换热器(如图2所示)是全焊接板式换热器家族中的一种新产品.全焊接结构的板束被放置在4块靠螺栓固定的板框之间,上下部分别有维持压力的顶板.4个面板上带有流体进出口的连接管嘴.全螺栓连接结构使得板框可以快速拆卸,进而方便对板束进行清理和维护.由于板与板之间通常采用激光焊接,不使用垫片,其最高工作压力可达4.2MPa,工作温度可达350°C.可拆全焊接板式换热器产品于20世纪90年代初期面市,迄今有十几万台设备投入运行.该类换热器标准化、自动化程度高,优势明显.国外市场上,该类产品在许多领域已全面替代管壳式换热器.国内自1998年茂名乙烯项目乙二醇装置引进AlfaLaval公司的该类产品后,随着成套设备供应商配套,工艺专利商的指定,跨国公司在华投资建厂等渠道,该类换热器近年来在国内使用情况大大增多.随着使用业绩的增多,客户认可度越来越高,目前国内已有数千台设备投入运行.主要应用的行业有:石油化工,煤化工,电厂,制冷,制药行业和海上平台等.表1总结国外著名换热器生产商的同类产品的技术性能.1.2焊接焊接板式换热器焊接焊接式钎焊板式换热器(如图3所示)的换热板片周边有一圈用于相互定位的折边,板片与板片之间填入焊料铜箔或镍箔,放入真空炉中加热制成.由于焊料的熔点低于板片,液化后将板片相互焊接在一起.这种结构的优点是结构紧凑,重量轻,除了板片与端板外没有多余的结构.其生产大多依靠设备,人为因素较少,生产自动化程度高.缺点是受真空炉大小的限制,单板面积与总装面积都不能很大,焊接后的设备无法拆卸.钎焊板式换热器目前国内外厂家的产品性能大致相当,结构形式也类似,最大单板片尺寸900mm×350mm,使用温度范围-50°C~250°C,最高使用压力4.5MPa.钎焊板式换热器的钎料大多数采用铜,唯有AlfaLaval公司的专利产品AlfaNova,焊料采用不锈钢.该产品采用专利熔钎焊技术制成了全不锈钢钎焊式换热器.钎焊板式换热器目前广泛应用于石化、制冷等行业.1.3旋转管口的封头布置纯逆流焊接板式换热器(如图4所示)通过入口封头(集流箱)的布置可以实现两股流体的逆流换热.入口封头连接方式有图4(a)和(b)所示,两种方式仅在封头布置位置上有所差别.同时换热芯体与压板的连接方式分为可拆式和不可拆式两种.前者的换热芯体压紧在两压紧板中,压板间靠螺栓连接(如图4(a)所示),而后者的换热芯体则放置于焊接的矩形箱体内(如图4(b)所示).该类产品与上文提到的可拆全焊接板式换热器的区别主要有两点:1)前者流动方式为错流,后者流动方式逆流;2)前者无入口封头结构,管嘴连接在面板上;而后者有入口封头,封头连接在板片芯体上.因而前者更便于清洗和维护,而后者有更好的流动传热特性.1.4板翅式换热器板翅式换热器板翅式换热器(如图5所示)结构通常由翅片,隔板,封条和导流片组成.在相邻两隔板之间放置翅片,导流片和封条,组成一个通道,按照设计要求对各通道适当排列,钎焊成整体,就可以得到最常用的逆流、错流,错逆流板翅式换热器芯体,在两端配置适当的流体出入口封头(或集流箱),就成一完整的板翅式换热器.板翅式换热器被通俗地叫做“冷箱”,大量应用空分行业,石油化工行业.它特别适合于制冷,低温,压力不太高,介质无强腐蚀性的场合.尤其在深冷领域,板翅式换热器已占据了很重要的位置.其原因在于在深冷设备中的换热器要求具有极高的传热效率和非常小的热力不可逆损失,其关键部位的传热温差只有0.5~1.0K,因而对换热表面的紧凑性及传热效率提出极高的要求,而板翅式可以满足这些要求.国家2012年《重大技术装备自主创新指导目录中》指出大型高效板翅式换热器冷箱将是待发展的一项大型石油及石化设备.1.5流道的设计螺旋板式换热器(如图6所示)由外壳、螺旋体、密封及进出口管嘴等组成.螺旋体用两张平行的钢板卷制而成,两流道沿边沿密闭,两端靠盖板密闭.流体沿紧凑狭长的单一流道在两板之间流动.两种传热介质可以实现逆流流动,大大增强了换热效果.由于螺旋通道的曲率是均匀的,液体在设备内流动没有大的转向,总的阻力小,因而可提高设计流速使之具备较高的传热能力.该换热器缺点在于:最大尺寸受限于卷制钢板的能力,同时不可拆卸的结构方式,增加了维护成本.1.6空气预热器板单元除了上述几类典型的产品,全焊接板式换热器其他结构形式还有全焊接板式空气预热器等,如图7所示.板式空气预热器由许多相互平行的板单元组成,烟气与空气在板间交错流动换热,板单元可以是平板,也可以是冲压成各种形状的波纹板、丁胞板.板材质可根据烟气温度及烟气腐蚀状况进行选择.全焊接板式空气预热器通常用于空预器的高温段,可以避开露点腐蚀,同时比常规的翅片管空预器换热效率大大提高.而低温段的空预器可采用稀土合金板式空预器、铸铁板式空预器、热管空预器、水热媒空预器等方式,均可以避免露点腐蚀.2大型化装置的板壳式换热器随着国内外炼油、化工技术的发展,各相关企业新上装置及新改造装置的规模越来越大.为了实现装置的大型化,就需要解决一些原有关键换热器设备占地面积大、重量大、投资大及能耗高的缺点.目前在炼油、化工行业中普遍使用的管壳式换热器已不能满足大型化装置的需要.在此背景下,板壳式换热器应运而生.板壳式换热器通常由两种结构形式:方形板片板壳式与圆形板片板壳式.2.1管壳式高效节能板片板片换热器方形板片板壳式换热器(如图8所示)采用波纹板片作为传热元件,板片间采用氩弧焊,电阻焊等焊接方式,焊接成的板束装在承压壳体内.波纹板片具有“静搅拌”作用,能在很低的雷诺数下形成湍流,传热效率是管壳式换热器的2~3倍.同时还大大降低了结垢,从而使设备的维护和清扫非常方便.板壳式换热器可实现真正的“纯逆流”换热,末端温差小,可以多回收热量,从而可大大节约装置的操作费用.方形板片板壳式换热器的使用始于20世纪80年代,由法国Packinox公司最早研制成功,并首次应用于催化重整装置.经过多年的发展,2009年,由甘肃蓝科石化高新装备股份公司自主研发的重大石化设备9200m2高效节能板壳式换热器(如图9所示),成功用于福建炼油乙烯项目芳烃联合装置140万吨/年连续重整装置中.该台设备与管壳式的经济性对比将在下文中详细讨论.2.2国外单台性能分析圆形板片板壳式换热器(如图10所示)是板壳式家族里面的新产品.板壳式换热器集板式,管壳式换热器的优点于一体.它具有传热效率高,末端温差小,耐高温高压,紧凑化以及重量轻等优点.该产品采用外形为圆形的波纹板片,片与片之间通过焊接形成板束,并将板束置于承压壳体中.板壳式换热器板片之间不使用垫片,使得它可以用于可拆板式换热器无法应用的高温,高压场合.表2给出了目前国外著名厂商的该类产品性能参数,该产品可应用的压力范围真空至20MPa,工作温度范围-200°C~900°C,单台最大换热面积达2000m2.圆形板片单台换热面积受限的原因有两点:1)单片面积小,圆形换热板由压机一次压制而成,而方形换热板板可以采用多片拼接构成;2)单台片数少,圆形板片板壳式换热器没有进口流体分配器,为了避免流体分布的过度不均匀性,单台换热器板片数目不易过多.两类板壳式换热器的区别在于以下两方面.1)方形板片板壳式的板片通道高度范围在10~30mm,单板尺寸最大可达20m×2m(由多片拼接而成);而圆形板片板壳式的通道高度范围3~10mm,单片直径最大为1.5m.前者具有入口流体分配器,更适合做大型化的设备,单台换热面积最高达10000m2.而后者无入口流体分配器,单台换热面积最高达2000m2,但是结构更为紧凑.2)方形板片板壳式换热器通常采用电弧焊和电阻焊焊接方式,而圆形板片板壳式目前的趋势是采用激光焊接,耐压耐温范围更广.方形板片板壳式换热器应通常用于压力3.5MPa以下的工况,而圆形板片板壳式最高工作压力可达20MPa.3全焊接板换热器的市场3.1全焊接板式换热器的市场全焊接板式换热器的主要应用场合见表3.目前全焊接板式换热器在国外市场已经相对稳固,而国内市场也逐渐被认可.国外著名换热器厂商都有相关的产品,而国内厂商也正在积极研制.3.2国内外市场的选择全焊接板式换热器在国外已经有多年的发展历史,国外厂商具有明显的优势.1)具有多年的焊接板式换热器的生产经验,有良好的试验平台,工业化应用经验丰富,设计选型准确和创新能力强.2)国外产品品牌知名度高,业绩多,在已投入的运用中质量可靠,优点突出,为客户的工艺优化及改进提供了保证,加之长期建立的市场品牌认知度,使得国外产品成为目前国内市场上客户的首选.1)产品价格昂贵.2)因生产,研发等部门均在国外,服务响应慢,且成本高.3)由于生产规模大,追求标准化,客户的特殊需求无法得到满意的解决.3.3国内最大产业发展情况全焊接板式换热器在国内已经有多年的发展历史,大部分产品都已实现工业化.唯有可拆全焊接板式换热器及圆形板片板壳式换热器,目前国内还刚刚起步,多家机构正在进行研发制造,并且已经有产品的雏形,并未形成产业.近年来该两类产品的相关专利数量也迅速增长,如可拆全焊接板式换热器(专利CN202057215)、板壳式换热器(专利CN202018225)、椭圆形板壳式换热器板片(专利CN202066403U)、可拆式全焊接板式换热器换热板片(专利CN102620589A,专利CN1606682A)等.3.4国产不锈钢板片与进口板式材料性能比较国内厂家在压制板片时,板片的工艺减薄量不均匀,精度要差于国外产品.对于相同厚度的板片,国内的承压能力差.同时国产不锈钢板材与进口板材材料性能也存在一定差距.2灵活选型板片国外厂家板片形式丰富,可以在不同工况下灵活选用.丰富多变的板片形式能够在各个工况下得到最佳的换热阻力性能.而国内厂家,板片类型相对单一,产品种类较少.3国内外焊接板式换热器的对比全焊接板式换热器焊接工艺非常关键,国内的焊接水平较国外仍有较大差距,高端焊机主要依靠进口.而高端焊机一次性投资较高,限制了国内焊接板式换热器的发展.4设计的准确性和高效性差国外厂家均有自己的换热器选型设计软件,而这个选型软件是通过实验室,现场反复测试整理形成的数据库,设计计算准确率非常高.而国内厂家大多没有自己的实验室,同时对现场运行数据的采集并不重视,进而选型设计能力较差.对于复杂工况,设计值与运行值误差较大.4全装配板换热器与管壳式换热器的比较4.1全焊接板式换热器的性能随着新技术,新工艺,新材料的应用,全焊接板式换热器的性能得到了长足发展,在许多应用领域逐渐取代了管壳式换热器.全焊接板式换热器与管壳式换热器相比,具有以下特点.1湍流状态的测定全焊接板式换热器的板间结构是复杂的网状流道,这种结构能有效地促使流体产生湍流.Raju和Chand,Cooper和Usher指出板式换热器内部流动在很低的雷诺数(Re)就可达到湍流状态.对于板式换热器内流动,通常认为Re<10时为层流;Re>500时为湍流;Re在10~500为过渡流态.Troupe等人指出板式换热器与管式换热器相比,压降通常会更小,原因在于对于相同的传热负荷或者传热面积,前者流道内的流速通常很低,并且流动长度较短.在相同的压降约束条件下,板式换热器的传热系数是管式换热器的3~5倍.另外,换热板片用0.6~1.2mm的薄板制造,降低了壁面的导热热阻.除此之外,板式换热器不存在像管壳式换热器那样的旁路流.2全焊接板式换热器的热性能特点全焊接板式换热器采用焊接密封,其特殊的板片结构,使其具有非常好的耐压耐温性能.板式换热器的波纹板(如图11所示)有非常好的机械强度,同时在该板上面加工有许多小的加强筋.板片与板片间角度交错叠放,上板波谷与下板波峰相互接触,板和板之间有很多的支撑点,大大提高了板的耐压能力.同时全焊接板式换热器的换热芯体,在放置于壳体中时,通常会在热应力方向不施加约束,这样可以提高其耐温能力.全焊接板式换热器的的温度应用范围为-200°C~900°C,压力应用范围为真空~20MPa,涵盖了大部分的工业工况.3板式换热器的热效应末端温差是指一流体入口温度与另一流体出口温度之差.板式换热器的冷,热流体在板式换热器内的流动平行于换热面,且无旁流,同时薄板减少了导热热阻,这样使得板式换热器末端温差很小,对于水-水换热可以低于1°C,而管壳式换热器大约为5°C.小的末端温差,高的热有效度(高达约93%)便于回收利用低品位的能量.4管壳式板式换热器比表面积是换热器传热面积小型化的指标,定义为单位体积内的传热面积.比表面积越大,换热器结构越紧凑.光圆管管壳式比表面积为50~100m2/m3,有翅片的管壳式换热器可以达到200~300m2/m3.而全焊接板式换热器的比表面积约为400~800m2/m3.板翅式换热器具有扩展的二次表面,使得它的比表面积可达到1000~2500m2/m3.板式换热器重量轻.因为板片厚度仅为0.6~1.2mm,而管壳式换热器传热管厚度为2.0~2.5mm,同时管壳式的壳体重量非常大.这些优点使得板式换热器安装位置更加随意,检修不需要附加的检修场地.同时对于企业在原有的有限换热器空间进行生产扩容非常有利.5板式换热器的特点板式换热器的污垢系数大概是管壳式的1/5~1/10,其原因为板间流体的剧烈流动,小的通道高度使得流体在板式换热器壁面处的速度梯度很大,剪切力大,杂质不易沉积.同时,板式换热器易于清洗维护.板式换热器非常小的持液量很适合酸洗;另外板式换热器流动长度较短,也适合高压水枪直接清洗.对于通道较小的情况,可以采用超声波技术进行清洗(如图12所示).6板式蒸发器内部持液量小,容易启动由于相邻两板之间的通道窄,能容纳的流体体积小,它能很快对新工艺条件起作用,从而更易控制.例如,板式蒸发器内部持液量少,可以减少制冷剂充灌成本,更便于快速启动.4.2典型工作流比较下文将选取4个典型工况对全焊接板式换热器和管壳式换热器选型方案进行对比.4.2.1钛管壳式换热器和可拆全焊接钛板式换热器的经济性比较在常减压塔顶冷凝器中,当选用碳钢或奥氏体不锈钢作为换热管材料时,常由于氯离子引起应力腐蚀开裂,设备寿命短,而设备的频繁更换给炼油厂的长周期生产和经济效益造成了巨大的损失.为了解决这一难题,国内厂家多采用纯钛管换热器.由于钛金属价额昂贵,造成了换热器的投资很高.文献给出了该工况下钛管壳式换热器和可拆全焊接钛板式换热器的经济性比较,结果如表4所示.从表4中可以清晰比较出可拆全焊接板式换热器比管壳式换热器节约投资500余万元,而且存在巨大的节能空间.4.2.2两种换热器的方案对比低温甲醇洗是20世纪50年代德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺.该工艺以冷甲醇为吸收溶剂,利用甲醇在低温条件下对酸性气体溶解度极大的优良特性,脱除原料气中酸性气体.对于甲醇贫富液换热器,目前采用较多的换热器是缠绕管式换热器.圆形板片板壳式换热器可以用于温度范围-200°C~900°C,压力范围0~20MPa的工况,在低温甲醇洗产业具有替代缠绕管换热器的潜力.对表5给定的设计工况,进行两种换热器的方案对比,对比结果见表6所示.通过对比发现,在该工况下,圆形板壳式换热器的与缠绕管式换热器相比换热系数大大提高,同时减轻设备重量,节省体积.4.2.3管壳式与圆形板壳式管壳式对比重油加热器对燃料油在燃烧前的进行加温,使其在高温(105°C~150°C)下降低燃料油的黏稠度,促进充分雾化燃烧等作用,最终达到节约能源的目的.目前重油加热器主要采用管壳式换热器,热阻主要在油侧.对表7给定的设计工况进行管壳式与圆形板壳式的方案对比,对比结果见表8所示.4.2.4管壳式纤维与克氏原螯虾内酰胺10-t-3-甲基苯磺酸酯的反应福建联合石油化工有限公司连续重整装置是福建炼油乙烯项目芳烃联合装置中非常重要的组成部分,以直馏重石脑油,加氢裂化重石油为原料,经过预加氢和重整反应,为下游二甲苯分馏装置提供混合6C(10)芳烃,同时副产氢气,戊烷,液化气等.福建联合石油化工有限公司,中国石化工程建设公司及甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司联合研发制造了方形板片板壳式换热器.该板壳式换热器与管壳式换热器的性能比较如表9.板壳式投资2130万元,相比管壳式节省设备投资1226万元;相比进口板壳式节省投资1240万元.相比管壳式,可多回收能量,节省燃料费800万元/年.5板式换热器传热流动性能全焊接板式换热器是板式换热器的一种,其传热流动特性与传统的板式换热器并无差别.板式换热器的传热流动研究成果可以应用于全焊接板式换热器.近年来板式换热器在传热流动性能方面得到了广泛研究,研究主要有实验研究和数值模拟两种手段,两者相互补充,相得益彰.5.1蒸发传热改进实验研究是传热学研究的一种基本方式[27~30].国内外近年来对板换方面的研究主要有:单相传热[31~33],沸腾,冷凝[37~39],板壳式换热器的相变换热,混合工质的蒸发,气水两相流,板式蒸发器微纳米强化表面相变换热,流动布置方式等.板式换热器的单相流动实验已比较成熟,有较多的文献可以参考,板式单相对流传热与压降主要跟几何结构(波纹角,特征长度)和流体物性有关.Li等人详细总结了近年来关于板式换热器单相换热公式.Ayub给出了从1960~2000年板式换热器单相换热具有代表性的30余个经验关联式.板式换热器的实验研究热点和难点为相变换热、多相流、高黏度介质、混合工质等复杂流动换热.板式换热器相变换热的研究文献近年来增长很快,但是并不系统,全面.由于相变机理和两相流传热的复杂性,严格的理论推导难度较大.相比管内两相流的流动形态分类诸如雾状流、环状流、块状流等),板换通道内的流动状态更加多变,更具有随机性.对于板内流体沸腾换热,从本质上揭示其机理难度相对较大,这方面的研究无论国内还是国外都处于刚刚起步.板内沸腾换热的关联式多是基于水,氟利昂,氨等工质得出,推广到其他工质时,误差较大.影响蒸发换热的因素很多,诸如热流密度,质量密度,干度,压力,介质属性,传热表面几何结构等.近年来,具有微纳米强化表面的板式蒸发器也引起了研究的广泛关注.Hillis和Thomas在Hawaii的海洋热能转化系统(OTEC)中,测试了覆有林德公司高通量表面的板式换热器.采用氨水作为制冷剂,实验发现在热流密度为26kW/m2时,板的沸腾换热系数达到30kWm-2K-1,比光滑平面提高了近5倍.Matsuhima和Uchida研究具有锥形结构强化表面的钎焊板式换热器,锥形结构的高度为1.5mm,采用R22工质,发现板侧沸腾换热系数是普通板的1.5~2倍.Longo等人研究了十字槽(Cross-Grooved)和粗糙表面(RoughenedSurface)结构两种强化表面结构对板式换热器蒸发,冷凝工况影响.采用R22作为工质,研究发现十字槽表面对强化沸腾和凝结都是有益的,蒸发侧换热系数增加了30%~40%,冷凝侧增加换热系数60%;而粗糙表面仅对蒸发有益,增加换热系数30%~40%.Müller-Steinhagen采用真空电镀方式在板式换热器表面覆有厚度为250µm的铬镍铁合金,其颗粒的直径105~170µm,采用R134a工质,发现沸腾换热系数增加多达100%.Furberg等人采用了波纹板片表面带有微纳米多孔结构的板式换热器进行了实验,实验结果表明带强化表面的R134a通道内的换热系数增加了近10倍,整台换热器的换热系数提高超过100%.这些文献研究结论表明微纳米强化表面在提升板式蒸发器沸腾传热性能上的潜力,但是这方面的研究工作不全面,缺乏系统性,有必要进行更广泛,深入的研究.板式换热器内的冷凝传热流形分两类:重力流(gravity-controlledflow)和剪切流(shear-controlledflow).重力流中液相会沿重力方向与气相分离,剪切流中液相与气相相互混合.板式冷凝器中蒸汽的流速高,凝结液膜受到气流剪切力的作用,用于求解沿竖壁膜状冷凝的努赛尔分析解不能求解板式冷凝器中的蒸汽凝结传热特性.由于板式冷凝器的复杂的流道结构,使得其中的蒸汽流动凝结过程很复杂,其影响因素有蒸汽流速,蒸汽干度,蒸汽压力、蒸汽与冷却介质的相对流动方向等.板式换热器复杂的流动通道,无法同管内流动一样近似地分出流动状态,目前针对板式换热器流态的相关研究较少.由于剪切流与重力流之间的过渡流态难以规定,不同的经验关联式计算结果差异较大.冷凝试验中不可避免地受不凝结气体的影响,其对换热测试的准确性影响不可忽略.美国传热研究公司(HTRI)在HTRI软件中采用如下定义的参数来近似判断流体形态其中Cgc代表重力与剪切力的比值.Gc通道质量流速,De为当量直径,g为重力加速度,ρl为液相密度,uf072v为气相密度,y为干度.Cgc较小时,代表剪切流起主要作用,应采用剪切流计算公式;Cgc较大时,代表重力流起主要作用,应采用重力流计算公式.5.2数值模拟结果数值模拟研究[54~58]不仅可以得到换热器的平均传热系数,而且可以得到局部传热系数,为结构优化提供借鉴意义,节约成本,省时省力.数值模拟离不开实验研究,数值计算的准确性往往也需要通过与必要的实验结果做比较才能确认.Bhutta等人总结了计算流体力学(CFD)在换热器模拟中的应用.CFD多用于单相换热模拟.对于板式换热器内流动换热的数值模拟,Ciofalo等人对于波纹板片构成的流动通道,