内插螺旋立式上行管流场及传热性能的实验研究
发布时间：2021-04-16 07:47
通过粒子图像测速流场实验与传热实验相结合,研究了内插螺旋立式上行管的螺旋节距、丝径、中径比等结构参数在不同Re下对流场、阻力及传热性能的影响。结果表明,内插螺旋能够有效扰动和混合管内流体,使管内形成多个纵向旋涡的流体结构、增大管壁附近液体涡量,有利于强化传热。当Re相同时,管内平均流速v、Nu和综合换热性能PEC均随丝径增大而增大,随中径比减小而增大;随节距增大,3种参数均出现增大的趋势,节距大于20mm后开始减小。管内流体的阻力f随丝径和节距增大而减小,随中径比增大而增大。综合比较,在较低Re时,节距p=20 mm、丝径e=1.6 mm、中径比D/d=0.75时综合传热效果最好。
【文章来源】：过程工程学报. 2020,20(11)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
螺旋几何结构
内插螺旋立式上行管PIV测量实验系统图
立式上行管内插螺旋传热实验系统图见图3，该系统中主要包括循环水箱、离心泵、转子流量计、电锅炉、温度测量仪、换热器等实验设备。开始实验前，将螺旋一端挂在换热管下端固定装置处，另一端在换热管内在重力和流体冲击力作用下往复振动。内插螺旋的往复运动由自身的重力与流体对螺旋冲击力相互影响产生，流体对螺旋冲击力的影响主要由流速决定。实验中采用与PIV实验相同尺寸的内表面光滑不锈钢管，忽略粗糙度影响；管内循环液选用清水，通过调节阀门开度调节水流量。实验过程中，溶液在离心泵的作用下经过转子流量计，进入到换热管中换热，再回到水箱中完成整个溶液循环。加热蒸汽由电锅炉产生，经过蒸汽缓冲罐后进入到换热器壳程，换热后形成冷凝水进入到冷凝水计量器中进行测量。实验中采用Pt-100热电偶测量溶液进口温度tin、溶液出口温度tout、蒸汽进口温度Tin及冷凝水出口温度Tout，压差由U型管压差计测得。实验中选取水流速范围为0.22～0.53 m/s。实验中冷、热工质在实验段内进行逆流换热，参数定义如下：总换热量
【参考文献】：
期刊论文
[1]管内插钢丝螺旋间歇自转及对流传热特性[J]. 许杰. 环境工程. 2015(S1)
[2]PIV EXPERIMENTAL RESEARCH OF FLOW STRUCTURE IN RECTANGULAR CHANNEL WITH TRANSVERSELY PLACED SPIRAL COIL INSERT[J]. TANG Yu-feng, TIAN Mao-cheng, ZHANG Guan-minSchool of Energy Source and Power Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China. Journal of Hydrodynamics. 2012(04)
[3]平行平板通道内置螺旋线圈流动传热特性[J]. 唐玉峰,田茂诚,张冠敏,姜波. 中国电机工程学报. 2011(02)
[4]EXPERIMENTAL STUDY ON THE VORTEX FORMATION AND ENTRAINMENT CHARACTERISTICS FOR A ROUND TRANSVERSE JET IN SHALLOW WATER[J]. FAN Jing-yu Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics,Shanghai University,Shanghai 200072,China, ZHANG Yan Key Laboratory of Advanced Display and System Applications,Ministry of Education and SMIT Center,School of Mechatronics Engineering and Automation,Shanghai University,Shanghai 200072,China WANG Dao-zeng Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics,Shanghai University,Shanghai 200072,China. Journal of Hydrodynamics. 2009(03)
本文编号：3141033
【文章来源】：过程工程学报. 2020,20(11)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
螺旋几何结构
内插螺旋立式上行管PIV测量实验系统图
立式上行管内插螺旋传热实验系统图见图3，该系统中主要包括循环水箱、离心泵、转子流量计、电锅炉、温度测量仪、换热器等实验设备。开始实验前，将螺旋一端挂在换热管下端固定装置处，另一端在换热管内在重力和流体冲击力作用下往复振动。内插螺旋的往复运动由自身的重力与流体对螺旋冲击力相互影响产生，流体对螺旋冲击力的影响主要由流速决定。实验中采用与PIV实验相同尺寸的内表面光滑不锈钢管，忽略粗糙度影响；管内循环液选用清水，通过调节阀门开度调节水流量。实验过程中，溶液在离心泵的作用下经过转子流量计，进入到换热管中换热，再回到水箱中完成整个溶液循环。加热蒸汽由电锅炉产生，经过蒸汽缓冲罐后进入到换热器壳程，换热后形成冷凝水进入到冷凝水计量器中进行测量。实验中采用Pt-100热电偶测量溶液进口温度tin、溶液出口温度tout、蒸汽进口温度Tin及冷凝水出口温度Tout，压差由U型管压差计测得。实验中选取水流速范围为0.22～0.53 m/s。实验中冷、热工质在实验段内进行逆流换热，参数定义如下：总换热量
【参考文献】：
期刊论文
[1]管内插钢丝螺旋间歇自转及对流传热特性[J]. 许杰. 环境工程. 2015(S1)
[2]PIV EXPERIMENTAL RESEARCH OF FLOW STRUCTURE IN RECTANGULAR CHANNEL WITH TRANSVERSELY PLACED SPIRAL COIL INSERT[J]. TANG Yu-feng, TIAN Mao-cheng, ZHANG Guan-minSchool of Energy Source and Power Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China. Journal of Hydrodynamics. 2012(04)
[3]平行平板通道内置螺旋线圈流动传热特性[J]. 唐玉峰,田茂诚,张冠敏,姜波. 中国电机工程学报. 2011(02)
[4]EXPERIMENTAL STUDY ON THE VORTEX FORMATION AND ENTRAINMENT CHARACTERISTICS FOR A ROUND TRANSVERSE JET IN SHALLOW WATER[J]. FAN Jing-yu Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics,Shanghai University,Shanghai 200072,China, ZHANG Yan Key Laboratory of Advanced Display and System Applications,Ministry of Education and SMIT Center,School of Mechatronics Engineering and Automation,Shanghai University,Shanghai 200072,China WANG Dao-zeng Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics,Shanghai University,Shanghai 200072,China. Journal of Hydrodynamics. 2009(03)
本文编号：3141033
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