Simulation of heat transfer process in shell-and-tube heat exchanger

Abstract

Проведено исследование по изучению процесса теплопередачи, происходящего в кожухотрубных теплообменных аппаратах между азотом в межтрубном пространстве в качестве рабочей среды и природным газом в трубном пространстве. В ходе исследования моделируются процессы теплопередачи с применением программного обеспечения HTRI. Пакет HTRI предназначен для создания и исследования виртуальной копии теплообменника, а также прогнозирования параметров термодинамических процессов. Результатом моделирования является расчет изменения теплофизических свойств рабочих веществ (энтальпии, теплоемкости, плотности и теплопроводности) в зависимости от изменения температуры, рассматриваются и исследуются такие физические и термодинамические процессы, как изменение скоростей в трубном и межтрубном пространстве, распределение температур в трубном и межтрубном пространстве по длине, коэффициенты теплоотдачи. Помимо этого, на основе изменения чисел Рейнольдса определяются режимы течения рабочих сред в трубах и кожухе и с учетом изменения коэффициентов теплоотдачи азота и природного газа, рассматривается изменение коэффициента теплопередачи по длине теплообменного аппарата, анализируется увеличение тепловой нагрузки. Ключевые слова: теплопередача, теплообменный аппарат, природный газ, моделирование термодинамических процессов.