管内微直肋强化传热特性的实验与数值研究

发布时间：2024-06-02 05:48

　　石化行业是我国工业耗能最多的行业之一,换热器是该行业主要的耗能设备,且被冷介质多数为不良传热介质。肋化管束空冷器使用最为广泛,其肋化系数也较大。当被冷介质为单相时,空冷器的传热性能受限于管内表面传热系数,使得空冷器的总传热系数远低于空气侧表面传热系数,因此需通过强化管内对流传热过程来提高空冷器总传热系数。论文在不过多降低管内表面传热系数的条件下,采取管内壁面增加微直肋降低肋化系数的方法来提高空冷器的总传热系数。论文采用实验研究和数值分析相结合的方法研究管内微直肋的流动和传热特性,确定能够实现强化传热的条件。实验研究以45号变压器油为管内被冷介质,以外径8 mm,底壁厚0.5 mm,肋高0.25 mm,肋数62的微直肋管组装的6排叉排无翅片管束为实验试件。根据Zhukauskas关联式获得叉排无翅片管束空气侧换热系数,可获得管内表面对流传热系数。实验发现8×0.5×0.25/62微直肋管管束与光管管束相比,在湍流状态下,微直肋管管内侧的努塞尔数Nu_oil明显增大,最大增幅为18%,同时管内阻力也小幅增加,这表明:湍流状态下微直肋管可有效强化管内换热。在层流状态下,管...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1改变管内表面结构强化方式

管内微直肋强化传热特性的实验与数值研究-2-要提高换热器的传热系数K，就要考虑提高管内外的换热系数，所以改进换热器管内结构，提高管内换热系数hi对减少石化行业耗能，设备投资，最终推进生态文明建设，实现绿色社会的可持续发展有着重大意义。1.2管内强化国内外研究现状管内流体在流动过程....

图1.2内插扰流元件

管内微直肋强化传热特性的实验与数值研究-4-当肋高大于层流底层时，内微肋管才会起到换热强化效果。当Re<10000时，内微肋管阻力系数基本与光管一致，当Re>3000时，比光管高40%~50%。Celen等[17]以逆流双层管热交换器的形式研究了微肋管的压降问题，拟合了关于内螺旋....

图2.1实验试件示意图：(a)总装结构图(1端盖，2橡胶密封垫圈，3管板，4侧护板，5管束)；(b)叉排铜管布置图

管内微直肋强化传热特性的实验与数值研究-8-2传热和阻力特性实验研究2.1实验试件与实验台位管内微直肋管的传热及阻力特性实验研究在本实验室的空冷换热试件实验平台上进行。实验台位包括油路循环系统和空气循环系统，可测得试件的换热和压力损失数据。试件加工为不带翅片的管束结构。这样选择的....

图2.2试件实物图（左侧微直肋管实验试件，右侧光管实验试件）

兰州交通大学硕士学位论文-9-布置。横向管间距S1=11mm，纵向管间距S2=9.5mm，微肋管管径do=8.0mm（光管do=8.2mm），铜管有效长度1140mm。图2.2试件实物图（左侧微直肋管实验试件，右侧光管实验试件）实验中共用到2种叉排管束，一种是圆光管管束，验证实验....

本文编号：3986942