Расчеты теплообменных аппаратов с помощью программных средств CFD

О проекте

  • Расчеты теплообменных аппаратов с помощью программных средств CFD
  • ARSKA Technologies
  • Нефтегаз

Расчеты теплообменных аппаратов с помощью программных средств CFD

ARSKA Technologies – это инжиниринговая компания, специализирующаяся на разработке технологий в химической, нефтегазовой, пищевой и фармацевтической промышленности и уникальных опытно-промышленных установок. Компания реализует проекты в России и за рубежом и имеет отделения в Петербурге, Мичигане, Барселоне и Дубае.

В 2018 г. по заказу компании ARSKA Technologies специалисты «МЦД» выполнили моделирование теплообмена внутри промышленных теплообменных аппаратов Е-1561 и Е-1562.

В задачи работы входило:

  • Определение температур на внешней поверхности трубок теплообменников Е–1561, Е–1562 при заданных заказчиком режимах работы;
  • Исследование процесса теплопереноса в теплообменниках со слоем загрязнения на внешней поверхности трубок и без;
  • Получение подробной картины течения теплоносителей.

Для выполнения расчетных работ применялся метод конечных объёмов. Моделирование аппаратов производилось по геометрическим моделям, предоставленным заказчиком. Результаты сравнивались с экспериментальными данными.

В техническом задании было указано, что в исследуемых теплообменниках происходит коррозионный износ трубок предположительно из-за:

  • высокого перепада температур теплоносителя и хладагента, что приводит к образованию отложений солей на поверхности трубок;
  • низкой скорости потоков оборотной воды через теплообменное оборудование и, как результат, увеличения образования отложений.

Загрязнение учитывалось как термическое сопротивление сложной системы совместно с термическим сопротивлением материала трубок.

В работе над данным проектом использовались такие программные продукты, как ANSYS SpaceClaim, ANSYS Meshing, ANSYS Fluent и ANSYS CFD-Post. Преобразование геометрической модели выполнялось в ANSYS SpaceClaim, на основе преобразованной геометрической модели была построена расчетная сетка в ANSYS Meshing, расчеты проводились в ANSYS Fluent, а для визуализации результатов использовалась программа ANSYS CFD-Post.

В результате специалистами было проведено численное исследование процесса теплообмена в промышленных охладителях Е – 1561 и Е – 1562 с учетом слоя загрязнения и без. Для теплообменника Е – 1562 был проведен сравнительный анализ трех разных режимов с разным расходом охлаждающей воды. Получены картины течения сдувочного газа и оборотной воды теплообменников. Численным путем определены температуры теплоносителей на выходе. Визуально показаны области локального максимума температуры на поверхностях труб. Определено, что максимальная температура на поверхности труб не превышает значения в 95°С.

Рис. 1. Изометрический вид преобразованной геометрической модели теплообменника Е-1562
Рис. 1. Изометрический вид преобразованной геометрической модели теплообменника Е-1562
Рис. 2. Температура оборотной воды на корпусе теплообменника Е–1561
Рис. 2. Температура оборотной воды на корпусе теплообменника Е–1561
Рис. 3. Зоны в которых реализуется максимальная температура стенки (без загрязнения – сверху, с загрязнением – снизу) для теплообменника Е–1562
Рис. 3. Зоны в которых реализуется максимальная температура стенки (без загрязнения – сверху, с загрязнением – снизу) для теплообменника Е–1562
Рис. 4. Комбинированное отображение результатов для теплообменника Е–1562. Поверхность трубок раскрашена по температуре. Линии тока раскрашены согласно скорости. Диапазоны шкал параметров уменьшены для наглядности.
Рис. 4. Комбинированное отображение результатов для теплообменника Е–1562. Поверхность трубок раскрашена по температуре. Линии тока раскрашены согласно скорости. Диапазоны шкал параметров уменьшены для наглядности.

Есть подобная задача? Звони!

Позвоните нам

+7 (495) 644-06-08

Напишите нам

info@digitaltwin.ru

Часы работы

Пн-Пт 9:00 – 18:00

Другие проекты по теме

Отправить сообщение

    Свяжитесь с нами

    Позвоните нам

    +7 (495) 644-06-08

    Напишите нам

    info@digitaltwin.ru

    Часы работы

    Пн-Пт 9:00 – 18:00