發(fā)布時間：2017-11-07 11:40

  本文關鍵詞：百葉折流板換熱器殼側流動與傳熱性能研究

  更多相關文章： 百葉折流板 換熱器 傳熱 數(shù)值模擬

【摘要】：管殼式換熱器由于結構很可靠，設計與制造簡單，生產(chǎn)成本低，能夠承受高溫高壓，處理清洗方便等特點，被廣泛地應用于動力、能源、核能化工等領域。但是傳統(tǒng)的弓形折流板管殼式換熱器殼側存在流體的突然轉向和流動死區(qū)，其阻力大，壓降損失大。改善和優(yōu)化管殼式換熱器殼側結構，減少殼側流動死區(qū)和降低壓降，對于換熱器的節(jié)能降耗具有重要的意義。 鑒于此，本文提出了一種百葉折流板管殼式換熱器，，建立了三維數(shù)值模型，進行了有效性驗證；獲得了其局部速度場和溫度場，并進行了分析；通過三維數(shù)值模擬進對不同的流體介質、不同百葉折流板設置方式、不同百葉折流板角度以及不同百葉折流板的間距對換熱器殼側壓降、傳熱和綜合性能的影響進行了研究。主要的內容和結果如下： （1）百葉折流板換熱器殼程流場分布均勻，沒有弓形折流板換熱器的殼程流體流動方向突然改變，減小和消除了換熱器殼程的流動死區(qū)，有效降低了換熱器殼程壓降。 （2）百葉折流板換熱器殼程溫度場分布均勻，流體與管束充分接觸，沒有像弓形板換熱器在弓形折流板后明顯的局部換熱惡化區(qū)。 （3）在本文所研究的換熱器入口流速范圍內，百葉折流板換熱器的綜合性能優(yōu)于弓形折流板換熱器，與弓形折流板換熱器相比，當流體介質為水時，百葉折流板換熱器換熱系數(shù)減小了0.52％~0.82％，當流體介質為空氣和油時，百葉折流板換熱器換熱系數(shù)依次增加了2.56％~3.36％和2％~4.65％；殼側壓降依次降低15.87％~16.5％、21.25％~30.11％和12.98％~15.07％；單位壓降下的換熱系數(shù)依次提高了15.8％~18％、12.92％~16.18％和15.8％~16.2％。 （4）在本文所研究的換熱器入口流速范圍內，與弓形折流板換熱器作比較，水平百葉折流板換熱器、豎直百葉折流板換熱器的換熱系數(shù)分別減小了6.55％~6.87％、0.52％~0.82％；壓降比弓形折流板換熱器分別降低了14.78％~15.4％、15.87％~16.5％；單位壓降下的換熱系數(shù)依次提高了8.77％~9.25％、15.8％~18％。因此豎直百葉折流板換熱器換熱效果比水平百葉折流板換熱器換熱效果好。 （5）在本文所研究的換熱器入口流速范圍內，與弓形折流板換熱器比較，百葉折流板角度為30°、40°和50°的百葉折流板換熱器的換熱系數(shù)依次減小了0.09％~0.52％、7.3％~7.8％和11.78％~12.33％；其壓降減小了15.87％~16.5％，20.89％~30.67％，37.13％~37.81％；其單位壓降下的換熱系數(shù)提高了15.8％~16.2％，24.36％~24.73％，28.74％~29.27％。百葉折流板換熱器折流板角度越大，其單位壓降的換熱系數(shù)越大，其換熱效果越好。 （6）在本文所研究的換熱器入口流速范圍內，百葉折流板間距為300mm、百葉折流板間距為400mm的換熱器換熱系數(shù)比弓形折流板換熱器依次降低了5.59％~6.78％、0.52％~0.82％；其壓降依次減小了12.56％~12.94％、15.87％~16.5％；其單位壓降下的換熱系數(shù)依次提高了19.21％~21.41％、15.8％~18％。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK172

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬強;;管內插入物強化傳熱及除垢的研究進展[J];承德石油高等�？茖W校學報;2011年04期

2 陳世醒,張振華;一種特殊形式的螺旋折流板換熱器[J];遼寧石油化工大學學報;2005年01期

3 王良,羅來勤,王秋旺,曾敏,陶文銓;螺旋折流板換熱器中阻流板對換熱及沿程壓降的影響[J];工程熱物理學報;2001年S1期

4 楊昆;劉偉;;管內層流充分發(fā)展段等效熱邊界層的構造及其場協(xié)同分析[J];工程熱物理學報;2007年02期

5 劉曉紅;徐濤;張正國;;管殼式換熱器強化傳熱研究進展[J];廣州航海高等�？茖W校學報;2005年02期

6 肖峰;時曉銳;杜拴;劉玉英;;管殼式換熱器傳熱強化的研究與開發(fā)[J];化工時刊;2006年07期

7 李春蘭;新型高效螺旋扁管換熱器的設計與應用[J];化工機械;2005年03期

8 劉湘秋，吳京生，周超;高效橫紋管換熱器的設計制造與應用[J];化工機械;1994年03期

9 董其伍;劉敏珊;蘇立建;;管殼式換熱器研究進展[J];化工設備與管道;2006年06期

10 張至英,戴干策;管內插入螺旋線圈強化傳熱的研究[J];化工裝備技術;1991年04期

本文編號：1152287