通過粒子圖像測(cè)速流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)與傳熱實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,研究了內(nèi)插螺旋立式上行管的螺旋節(jié)距、絲徑、中徑比等結(jié)構(gòu)參數(shù)在不同Re下對(duì)流場(chǎng)、阻力及傳熱性能的影響。結(jié)果表明,內(nèi)插螺旋能夠有效擾動(dòng)和混合管內(nèi)流體,使管內(nèi)形成多個(gè)縱向旋渦的流體結(jié)構(gòu)、增大管壁附近液體渦量,有利于強(qiáng)化傳熱。當(dāng)Re相同時(shí),管內(nèi)平均流速v、Nu和綜合換熱性能PEC均隨絲徑增大而增大,隨中徑比減小而增大;隨節(jié)距增大,3種參數(shù)均出現(xiàn)增大的趨勢(shì),節(jié)距大于20mm后開始減小。管內(nèi)流體的阻力f隨絲徑和節(jié)距增大而減小,隨中徑比增大而增大。綜合比較,在較低Re時(shí),節(jié)距p=20 mm、絲徑e=1.6 mm、中徑比D/d=0.75時(shí)綜合傳熱效果最好。 

【文章來源】：過程工程學(xué)報(bào). 2020,20(11)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

螺旋幾何結(jié)構(gòu)

內(nèi)插螺旋立式上行管PIV測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖

立式上行管內(nèi)插螺旋傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖見圖3，該系統(tǒng)中主要包括循環(huán)水箱、離心泵、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、電鍋爐、溫度測(cè)量?jī)x、換熱器等實(shí)驗(yàn)設(shè)備。開始實(shí)驗(yàn)前，將螺旋一端掛在換熱管下端固定裝置處，另一端在換熱管內(nèi)在重力和流體沖擊力作用下往復(fù)振動(dòng)。內(nèi)插螺旋的往復(fù)運(yùn)動(dòng)由自身的重力與流體對(duì)螺旋沖擊力相互影響產(chǎn)生，流體對(duì)螺旋沖擊力的影響主要由流速?zèng)Q定。實(shí)驗(yàn)中采用與PIV實(shí)驗(yàn)相同尺寸的內(nèi)表面光滑不銹鋼管，忽略粗糙度影響；管內(nèi)循環(huán)液選用清水，通過調(diào)節(jié)閥門開度調(diào)節(jié)水流量。實(shí)驗(yàn)過程中，溶液在離心泵的作用下經(jīng)過轉(zhuǎn)子流量計(jì)，進(jìn)入到換熱管中換熱，再回到水箱中完成整個(gè)溶液循環(huán)。加熱蒸汽由電鍋爐產(chǎn)生，經(jīng)過蒸汽緩沖罐后進(jìn)入到換熱器殼程，換熱后形成冷凝水進(jìn)入到冷凝水計(jì)量器中進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)中采用Pt-100熱電偶測(cè)量溶液進(jìn)口溫度tin、溶液出口溫度tout、蒸汽進(jìn)口溫度Tin及冷凝水出口溫度Tout，壓差由U型管壓差計(jì)測(cè)得。實(shí)驗(yàn)中選取水流速范圍為0.22～0.53 m/s。實(shí)驗(yàn)中冷、熱工質(zhì)在實(shí)驗(yàn)段內(nèi)進(jìn)行逆流換熱，參數(shù)定義如下：總換熱量

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3141033