哈雷釬焊板式換熱器
                專業生產:換熱器;分水器;過水熱;冷卻器
                新聞動態

                螺旋折流板換熱器傳熱系數與壓降實驗研究

                點擊:1724 日期:[ 2014-04-26 21:14:24 ]
                                                 螺旋折流板換熱器傳熱系數與壓降實驗研究                                                潘振  陳保東                                   (遼寧石油化工大學 遼寧撫順 113001)     摘要:以螺旋角18°為例,研究了螺旋折流板換熱器傳熱系數與壓降的變化,并給出了螺旋折流板換熱器的傳熱系數與壓降相關的計算公式。該結果可為系統仿真和螺旋折流板換熱器的設計計算提供借鑒。     關鍵詞:換熱器;螺旋折流板;傳熱系數;壓降     中圖分類號:TQ 021.3; TQ 051.501 文獻標識碼: A     20世紀60年代,基于弓形折流板換熱器的結 構,從改變折流板布置方式的角度提出了螺旋折流板換熱器的思想。螺旋折流板換熱器是將折流板布 置成近似的螺旋面,使換熱器中的殼側流體實現連 續的螺旋狀流動,以達到有效降低殼側的流動阻力 及強化傳熱的目的。上世紀90年代出現了這種新 型管殼式換熱器的商業產品。雖問世已有近10 a, 但對這類換熱器的研究卻很少見到公開報道,甚至 1998年以后出現的文章與最初公布的研究結果幾 乎相同。在美國和歐洲,有些公司已生產了螺旋折 流板換熱器,可是開發這些設備的研究結果并未在 公開文獻上報道[1,2]。     文中以螺旋角18°為例,對螺旋折流板換熱器 傳熱系數及壓降的變化情況進行了實驗研究,目的 是為螺旋折流板的系列化和工業化做一些實驗上和 理論上的準備,為進一步開發新型高效螺旋折流板 換熱器提供一定的參考。     1 實驗裝置與流程     1.1 主要設備及儀器 實驗在我校換熱器性能綜合測試實驗臺上進 行,主要測試儀表和設備為:精密溫度計、U形管壓 差計、流量計、LZB-100轉子流量計并聯以及實驗用 單殼程螺旋折流板換熱器。     實驗用螺旋角為18°的螺旋折流板換熱器的殼 體規格為Φ250 mm,2管程,單殼程,換熱管規格為 Φ19 mm×2 mm×2500 mm。     1.2 實驗流程     實驗流程圖見圖1。本實驗裝置主要包括2個回路及4個部分。2個回路分別為換熱系統的管程回路和殼程回路。冷流體走殼程,熱流體走管程。 實驗時分別對水-水換熱和水-油換熱進行測試。4個部分包括冷水儲罐、熱水儲罐及加熱系統、熱油儲罐及加熱系統以及循環動力系統。為使實驗溫度容易控制,實驗中的加熱系統采用電熱加熱。                     1.3 實驗方法     分別對螺旋角為18°的螺旋折流板換熱器進行 水-水換熱、水-油(柴油)換熱兩種實驗。以螺旋折 流板換熱器水-水換熱測試為例具體說明測試過程: ①殼程阻力測試。改變殼程介質的體積流量,同時 記錄不同體積流量下U形管壓差計的讀數。②殼 程傳熱測試。在管程體積流量一定的情況下,改變 殼程的體積流量,同時分別測量并記錄管程及殼程 的入口和出口溫度,通過簡單數據處理得到該實驗 結構下不同體積流量時的殼程傳熱系數值。為了確 保試驗數據的準確性,對系統進行了保溫,并規定了 測定的體積流量范圍及參數,管程體積流量確定為 13 m3/h。對殼程阻力性能,在室溫下測量殼程阻力 改變,殼程體積流量的變化范圍為0~20 m3/h;對 殼程傳熱性能,殼程體積流量的測量范圍0~ 20 m3/h。     2 數據處理     整個測試過程包括殼程傳熱系數和殼程壓降兩 部分。根據數據及相關的公式建立殼程傳熱系數及壓降公式的基本形式。     2.1 殼程傳熱系數[3]    根據Kern法推導出螺旋折流板換熱器殼程傳 熱系數基本形式:                 3 實驗結果與分析     3.1 殼程傳熱系數[4~6]     應用Kern法推導螺旋折流板換熱器殼程傳熱系數計算公式的基本模型,將實驗數據依次帶入模型,并應用SIGMAPLOT軟件確定式中的待定參數。                當介質體積流量在0~20 m3/h變化時,在實驗條件下,螺旋角為18°的螺旋折流板換熱器殼程傳熱系數以及螺旋折流板單位壓降隨體積流量的變化曲線分別見圖2和圖3。                       從圖2可以看出,隨著體積流量的增大,湍流度增強,螺旋折流板換熱器殼程傳熱系數有所提高。這是由于螺旋折流板殼程結構特殊,柴油或水在殼程螺旋通道內流動時,柴油或水與管壁的剪切運動可以減薄邊界層,減少傳熱熱阻,達到強化傳熱的效果。因此,螺旋折流板換熱器在較大體積流量下更能發揮其強化傳熱的優勢。                       從圖3可以看出,隨著殼程體積流量的增大,螺旋折流板換熱器殼程壓降有所減少,可以降低能量消耗。     4 結論     (1)螺旋折流板換熱器殼程傳熱系數及殼程壓降的大小與折流板的螺旋角和介質流量的大小有直接關系。     (2)文中所得計算公式對螺旋折流板換熱器的結構設計和強度設計具有一定的參考價值,但由于殼程壓降計算的影響因素太多,因此,所得公式有一定的不足,有待今后進一步改進。其中包括通過增加實驗介質、增多螺旋角角度等方法加大實驗的數據量以提高公式的精度。 參考文獻: [1]楊 軍,孫成家,陳保東.螺旋與弓形折流板換熱器性能對比及 螺旋角優化[J].遼寧石油化工大學學報,2005,25(2):59-62. [2]孫成家,楊 軍,陳保東.不同折流板換熱器的傳熱與流阻性能 對比[J].節能技術,2005 ,23(1):59-61. [3]劉 魏,梁龍虎,劉云哲.冷換設備工藝計算手冊[M].北京:中 國石化出版社,2003. [4]俞佐平.傳熱學[M].北京:高等教育出版社,1979. [5]錢頌文.換熱器設計手冊[M].北京:化學工業出版社,2002. [6][日]幡野佐一.換熱器[M].李云倩,林義英.北京:化學工業 出版社,1987. [7]楊 軍.螺旋折流板換熱器傳熱特性研究與計算機軟件開發 [D].撫順:遼寧石油化工大學,2005. [8]孫成家.表面式換熱器的研究[D].撫順:遼寧石油化工大學, 2005. [9]Zhang zheng-guo,Xu Tao,Fang Xiao-ming.Experimental study on heat transfer enhancement of a helically baffle heat exchanger combined with three-dimensional finned tubes [J]. Applied Thermal Engineering, 2004,24(8):2293-2300. (杜編) 
                上一篇:地源熱泵系統的地埋管換熱器的安裝 下一篇:管殼程壓力對換熱器脹接接頭性能的影響

                相關資訊

                Copyright ?2008 哈雷換熱設備有限公司 All Rights Reserved. 地址:奉化外向科技園西塢金水路 電話:0086-574-88928255 傳真:0086-574-88916955
                換熱器 | 板式換熱器 | 釬焊板式換熱器 | 冷卻器 | 分水器 | 地暖分水器 | B3-14B板式換熱器 | 網站地圖 | XML 浙ICP備09009252號 技術支持:眾網千尋
                国产在线无码视频一区二区三区