螺旋板式热交换器传热与流动特性试验研究
发布时间：2021-09-02 01:04
基于理论分析,设计并制造了4台典型结构的螺旋板式热交换器。通过试验研究了关键结构参数当量直径de、定距柱密度n,冷流体进口温度T对螺旋板式热交换器传热与流动特性的影响规律。结果表明:换热面积相近的样机,当量直径由19.7增至37.9时,总传热系数相对增加9%,平均压力降相对降低45%;定距柱密度由200增至800时,总传热系数相对增加17%,平均压力降相对增加129%;冷流体进口温度的提高既可使流体之间的传热效果增强,又能减小流体流动的阻力。基于试验数据对湍流状态下螺旋流的对流换热系数和压力降的准则式分别进行了拟合及验证,对流换热系数拟合公式的平均相对误差为5.4%,压力降拟合公式的平均相对误差为6.3%,为螺旋板式热交换器的能效评价奠定了基础。
【文章来源】：流体机械. 2020,48(06)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
螺旋板式换热器结构示意
试验系统简图
以冷流体进口温度为18 ℃,热流体进口温度为50 ℃例,对4台样机冷热流体的总传热系数及压力降进行分析。如图3所示,4台换热面积近似的样机,当定距柱密度相同时(对比n=200 个/m2,de=19.7,30.9,37.9 mm的3台样机的K曲线),当量直径de=19.7 mm的样机总传热系数K最小,各流速下的平均值为1 788 W/(m2·℃),当量直径de=37.9 mm的样机总传热系数K最大,各流速下的平均值为1 947 W/(m2·℃),相对增加9%。因而对于换热面积一定的螺旋板式热交换器,相同流速下当量直径较大时总换热系数相对较高。对比de=27.3 mm、n=800个/m2和de=30.9 mm、n=200 个/m2的2台样机的总换热系数K,其平均值为分别为2 177,1 859 W/(m2·℃),2#样机定距柱密度增加后,其平均总传热系数相对3#样机增加了17%。图4示出冷热流体的平均压力降P的曲线,当定距柱密度相同时,当量直径de=19.7 mm的样机平均压力降最大,为2 719 Pa/m,当量直径de=37.9 mm的样机的平均压力降最小,为1 508 Pa/m,相对降低45%。冷热流体单位长度上的压力降随着当量直径de的增加而减小。对比de=27.3 mm、n=800 个/m2和de=30.9 mm、n=200 个/m2的2台样机,其平均压力降分别为3 964,1 731 Pa/m,2#样机定距柱密度增加后,其平均压力降相对3#样机增加了129%。定距柱密度的增加显著增加了流体的扰动,使得流体的流动阻力增大,且流速越大,差距越显著。
本文编号：3377998
【文章来源】：流体机械. 2020,48(06)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
螺旋板式换热器结构示意
试验系统简图
以冷流体进口温度为18 ℃,热流体进口温度为50 ℃例,对4台样机冷热流体的总传热系数及压力降进行分析。如图3所示,4台换热面积近似的样机,当定距柱密度相同时(对比n=200 个/m2,de=19.7,30.9,37.9 mm的3台样机的K曲线),当量直径de=19.7 mm的样机总传热系数K最小,各流速下的平均值为1 788 W/(m2·℃),当量直径de=37.9 mm的样机总传热系数K最大,各流速下的平均值为1 947 W/(m2·℃),相对增加9%。因而对于换热面积一定的螺旋板式热交换器,相同流速下当量直径较大时总换热系数相对较高。对比de=27.3 mm、n=800个/m2和de=30.9 mm、n=200 个/m2的2台样机的总换热系数K,其平均值为分别为2 177,1 859 W/(m2·℃),2#样机定距柱密度增加后,其平均总传热系数相对3#样机增加了17%。图4示出冷热流体的平均压力降P的曲线,当定距柱密度相同时,当量直径de=19.7 mm的样机平均压力降最大,为2 719 Pa/m,当量直径de=37.9 mm的样机的平均压力降最小,为1 508 Pa/m,相对降低45%。冷热流体单位长度上的压力降随着当量直径de的增加而减小。对比de=27.3 mm、n=800 个/m2和de=30.9 mm、n=200 个/m2的2台样机,其平均压力降分别为3 964,1 731 Pa/m,2#样机定距柱密度增加后,其平均压力降相对3#样机增加了129%。定距柱密度的增加显著增加了流体的扰动,使得流体的流动阻力增大,且流速越大,差距越显著。
本文编号：3377998
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