基于理論分析,設(shè)計并制造了4臺典型結(jié)構(gòu)的螺旋板式熱交換器。通過試驗研究了關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)當(dāng)量直徑d_e、定距柱密度n,冷流體進(jìn)口溫度T對螺旋板式熱交換器傳熱與流動特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明:換熱面積相近的樣機(jī),當(dāng)量直徑由19.7增至37.9時,總傳熱系數(shù)相對增加9%,平均壓力降相對降低45%;定距柱密度由200增至800時,總傳熱系數(shù)相對增加17%,平均壓力降相對增加129%;冷流體進(jìn)口溫度的提高既可使流體之間的傳熱效果增強(qiáng),又能減小流體流動的阻力�；谠囼灁�(shù)據(jù)對湍流狀態(tài)下螺旋流的對流換熱系數(shù)和壓力降的準(zhǔn)則式分別進(jìn)行了擬合及驗證,對流換熱系數(shù)擬合公式的平均相對誤差為5.4%,壓力降擬合公式的平均相對誤差為6.3%,為螺旋板式熱交換器的能效評價奠定了基礎(chǔ)。 

【文章來源】：流體機(jī)械. 2020,48(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

螺旋板式換熱器結(jié)構(gòu)示意

試驗系統(tǒng)簡圖

以冷流體進(jìn)口溫度為18 ℃,熱流體進(jìn)口溫度為50 ℃例,對4臺樣機(jī)冷熱流體的總傳熱系數(shù)及壓力降進(jìn)行分析。如圖3所示,4臺換熱面積近似的樣機(jī),當(dāng)定距柱密度相同時(對比n=200 個/m2,de=19.7,30.9,37.9 mm的3臺樣機(jī)的K曲線),當(dāng)量直徑de=19.7 mm的樣機(jī)總傳熱系數(shù)K最小,各流速下的平均值為1 788 W/(m2·℃),當(dāng)量直徑de=37.9 mm的樣機(jī)總傳熱系數(shù)K最大,各流速下的平均值為1 947 W/(m2·℃),相對增加9%。因而對于換熱面積一定的螺旋板式熱交換器,相同流速下當(dāng)量直徑較大時總換熱系數(shù)相對較高。對比de=27.3 mm、n=800個/m2和de=30.9 mm、n=200 個/m2的2臺樣機(jī)的總換熱系數(shù)K,其平均值為分別為2 177,1 859 W/(m2·℃),2#樣機(jī)定距柱密度增加后,其平均總傳熱系數(shù)相對3#樣機(jī)增加了17%。圖4示出冷熱流體的平均壓力降P的曲線,當(dāng)定距柱密度相同時,當(dāng)量直徑de=19.7 mm的樣機(jī)平均壓力降最大,為2 719 Pa/m,當(dāng)量直徑de=37.9 mm的樣機(jī)的平均壓力降最小,為1 508 Pa/m,相對降低45%。冷熱流體單位長度上的壓力降隨著當(dāng)量直徑de的增加而減小。對比de=27.3 mm、n=800 個/m2和de=30.9 mm、n=200 個/m2的2臺樣機(jī),其平均壓力降分別為3 964,1 731 Pa/m,2#樣機(jī)定距柱密度增加后,其平均壓力降相對3#樣機(jī)增加了129%。定距柱密度的增加顯著增加了流體的擾動,使得流體的流動阻力增大,且流速越大,差距越顯著。


本文編號：3377998