沼气工程余热回收设备流动换热特性分析

发布时间：2021-02-15 19:01

　　针对沼气工程余热回收的需求,结合沼液的流动特性,提出了一种新型内嵌百叶管壳式换热器。采用数值模拟的方法,对换热器壳侧和管侧的流动与换热特性进行了模拟研究,并从换热性能提升的角度,对管侧的管径与入口流速进行了优化。结果表明,当壳程入口流速变化范围为0.5～1.5 m/s时,内嵌百叶板换热器壳程压降为421.6～3 898.4 Pa,对应的传热系数则由915.5 W/（m2·K）增加至2 656.7 W/（m2·K）。 

【文章来源】：能源与节能. 2020,(10)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

内嵌百叶版换热器内部结构模型图

内嵌百叶板换热器壳程截面速度变化云图及局部流场速度矢量图如图2所示。图2中内嵌百叶板换热器中百叶与折流板径向夹角为45°，每片折流板附着百叶2×3片，叶片长度为40 mm。从图2中可以看出，内嵌百叶板换热器壳程流场流体速度分布较为均匀，流体通道主要由位于折流板缺口区的大通道和百叶区的小通道组成。以中间折流板为例，流体在其缺口区与百叶区流速较快，平均流速分别可达到0.51 m/s和0.35 m/s。通过百叶区流体速度方向改变较小，在流出百叶后形成圆弧状流动，通过缺口区的流体形成“Z”字形流动，2种形式共同构成了壳程流体的流态。在折流板背风侧即折流板后方，流体流速较低并形成低速区，平均速度为0.18 m/s。图3为内嵌百叶板换热器壳程整体温度分布云图。从图3中可以看出，内嵌百叶板换热器壳程流体温度沿流动方向逐渐升高，折流板迎风侧与背风侧温度变化较为连续。

图3为内嵌百叶板换热器壳程整体温度分布云图。从图3中可以看出，内嵌百叶板换热器壳程流体温度沿流动方向逐渐升高，折流板迎风侧与背风侧温度变化较为连续。内嵌百叶板换热器壳程压降随流体入口流速的变化如图4所示。图4中，壳程入口流速变化范围为0.5～1.5 m/s。从图4中可以看出，内嵌百叶板换热器壳程压降为421.6～3 898.4 Pa，与常规弓形折流板换热器壳程压降相比可减小20.5%～21.3%。由此可见，内嵌百叶板支撑结构在减小壳程压降方面性能优越。

【参考文献】：
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本文编号：3035381