點波式釬焊板式換熱器在低Re數(shù)流動下的阻力特性研究

發(fā)布時間：2020-10-09 04:00

　　點波式釬焊板式換熱器是D公司研發(fā)的一種新型板式換熱器,具有換熱性能好、流動損失低、承受壓力大的特點,工程應(yīng)用價值很高。然而因其問世時間短,相關(guān)研究成果、應(yīng)用案例較少,可供指導(dǎo)設(shè)計、工程推廣的參考資料不足。客戶在使用過程中出現(xiàn)實際壓降遠(yuǎn)高于選型時計算壓降的問題。經(jīng)分析知D公司內(nèi)部公式已不適用于預(yù)測該型號換熱器在高粘度工質(zhì)低Re數(shù)流動下的壓降。因此開展低Re數(shù)流動工況下該類型換熱器的阻力特性研究,修正現(xiàn)有壓降預(yù)測公式,可以解決D公司實際問題,同時為該換熱器的設(shè)計、應(yīng)用提供理論參考,有很強(qiáng)的工程實踐意義。本文主要目的為獲得4種型號點波式釬焊板式換熱器的在高粘度工質(zhì)低Re流動下的摩擦阻力系數(shù)公式,解釋其阻力特性,從阻力角度分析其經(jīng)濟(jì)工況。本文采用以實驗研究為依據(jù)結(jié)合理論分析的形式進(jìn)行展開,具體做了以下工作:(1)設(shè)計搭建了換熱器壓降測試實驗臺;(2)測得4種型號換熱器在2種工質(zhì)定常流動工況下的壓降數(shù)據(jù)720組;(3)分析了實驗數(shù)據(jù),為4種板型換熱器擬合出摩擦阻力系數(shù)與Re關(guān)系式;(4)將獲得的擬合公式與已有研究成果進(jìn)行對比,并結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果對點波板式換熱器阻力特性進(jìn)行了解釋。研究發(fā)現(xiàn)對于單一板型,Re與摩擦阻力系數(shù)成冪函數(shù)關(guān)系;相同Re下,該型號換熱器摩擦阻力系數(shù)比人字紋釬焊板式換熱器低約30%,比圓管層流沿程摩擦阻力系數(shù)理論解高約50%,Re15時流動經(jīng)濟(jì)性較差;波點直徑和波點間距是影響該換熱器阻力特性的重要參數(shù),兩參數(shù)增大均導(dǎo)致壓降減小。本文對阻力特性的分析以定性為主,數(shù)值模擬精度雖高,但由于時間原因?qū)е滤憷^少。綜上,本文工作對工程應(yīng)用參考意義較強(qiáng),對指導(dǎo)設(shè)計的意義偏弱。
【學(xué)位單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK172
【部分圖文】：

實驗臺,實物,工質(zhì)

第 2 章實驗臺設(shè)計與壓降實驗驗臺適應(yīng)高粘度的工質(zhì)在其中運行，整個系統(tǒng)可以承受的最大壓力為最高溫度約為 100℃。變頻器對電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速，使齒輪泵實現(xiàn)流量流量可達(dá) 6m3/h。儲液裝置不僅存儲工質(zhì)還能對工質(zhì)進(jìn)行加熱，并在進(jìn)行溫度的監(jiān)測。換熱器的接口位置可調(diào)，方便連接不同型號換熱器面布置熱電偶，進(jìn)行溫度二次控制。壓力測量裝置響應(yīng)迅速，精度為對壓差的精確測量。流量測量裝置可以測量高粘度工質(zhì)的流量，測量實驗臺各測量儀器的量程和精度匯于表 2-1。

儲液罐

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)型）.2 實驗臺各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能2.1 溫度控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)主要確保進(jìn)入換熱器內(nèi)部的工質(zhì)溫度等于設(shè)定的工況溫度，并隨工況的變化而做出快速的響應(yīng)，圖 2-3 為系統(tǒng)中儲液罐的實物圖。工質(zhì)在實驗臺個加熱過程分兩個階段來完成：第一階段由安裝在儲液罐中的電加熱器完成，通阻絲對工質(zhì)進(jìn)行加熱，熱電偶將溫度信號傳給溫控箱，達(dá)到設(shè)定值后溫控箱自動源；第二階段由布置在換熱器進(jìn)口管道上的加熱帶來完成，對工質(zhì)進(jìn)行二次加熱進(jìn)入換熱器中的工質(zhì)保持指定工況溫度。通過兩個階段的加熱過程，能夠克服高質(zhì)運行時所出現(xiàn)的加熱溫度不均和溫度波動等問題，使差壓變送器可以準(zhǔn)確測量溫度時的壓差值。

攪拌器