針對(duì)沼氣工程余熱回收的需求,結(jié)合沼液的流動(dòng)特性,提出了一種新型內(nèi)嵌百葉管殼式換熱器。采用數(shù)值模擬的方法,對(duì)換熱器殼側(cè)和管側(cè)的流動(dòng)與換熱特性進(jìn)行了模擬研究,并從換熱性能提升的角度,對(duì)管側(cè)的管徑與入口流速進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,當(dāng)殼程入口流速變化范圍為0.5～1.5 m/s時(shí),內(nèi)嵌百葉板換熱器殼程壓降為421.6～3 898.4 Pa,對(duì)應(yīng)的傳熱系數(shù)則由915.5 W/（m2·K）增加至2 656.7 W/（m2·K）。 

【文章來(lái)源】：能源與節(jié)能. 2020,(10)

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

內(nèi)嵌百葉版換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型圖

內(nèi)嵌百葉板換熱器殼程截面速度變化云圖及局部流場(chǎng)速度矢量圖如圖2所示。圖2中內(nèi)嵌百葉板換熱器中百葉與折流板徑向夾角為45°，每片折流板附著百葉2×3片，葉片長(zhǎng)度為40 mm。從圖2中可以看出，內(nèi)嵌百葉板換熱器殼程流場(chǎng)流體速度分布較為均勻，流體通道主要由位于折流板缺口區(qū)的大通道和百葉區(qū)的小通道組成。以中間折流板為例，流體在其缺口區(qū)與百葉區(qū)流速較快，平均流速分別可達(dá)到0.51 m/s和0.35 m/s。通過(guò)百葉區(qū)流體速度方向改變較小，在流出百葉后形成圓弧狀流動(dòng)，通過(guò)缺口區(qū)的流體形成“Z”字形流動(dòng)，2種形式共同構(gòu)成了殼程流體的流態(tài)。在折流板背風(fēng)側(cè)即折流板后方，流體流速較低并形成低速區(qū)，平均速度為0.18 m/s。圖3為內(nèi)嵌百葉板換熱器殼程整體溫度分布云圖。從圖3中可以看出，內(nèi)嵌百葉板換熱器殼程流體溫度沿流動(dòng)方向逐漸升高，折流板迎風(fēng)側(cè)與背風(fēng)側(cè)溫度變化較為連續(xù)。

圖3為內(nèi)嵌百葉板換熱器殼程整體溫度分布云圖。從圖3中可以看出，內(nèi)嵌百葉板換熱器殼程流體溫度沿流動(dòng)方向逐漸升高，折流板迎風(fēng)側(cè)與背風(fēng)側(cè)溫度變化較為連續(xù)。內(nèi)嵌百葉板換熱器殼程壓降隨流體入口流速的變化如圖4所示。圖4中，殼程入口流速變化范圍為0.5～1.5 m/s。從圖4中可以看出，內(nèi)嵌百葉板換熱器殼程壓降為421.6～3 898.4 Pa，與常規(guī)弓形折流板換熱器殼程壓降相比可減小20.5%～21.3%。由此可見(jiàn)，內(nèi)嵌百葉板支撐結(jié)構(gòu)在減小殼程壓降方面性能優(yōu)越。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]生物質(zhì)基石墨烯的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 陳商奇,應(yīng)惠娟,樓灑.  現(xiàn)代化工. 2019(01)
[2]太陽(yáng)能加溫和沼液回用沼氣工程的生態(tài)效益評(píng)價(jià)[J]. 吳樹(shù)彪,劉莉莉,劉武,陳理,董仁杰.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]太陽(yáng)能與發(fā)電余熱復(fù)合沼氣增溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 寇巍,鄭磊,曲靜霞,邵麗杰,張大雷,裴占江,劉慶玉.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(24)
[4]礦山地?zé)崮苷託獬丶訙叵到y(tǒng)試驗(yàn)研究[J]. 張永亮,蔡嗣經(jīng),吳迪.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(08)
[5]生物質(zhì)與煤混合灰的熔融及黏溫特性[J]. 劉濤,陳雪莉,李德俠,劉霞,梁欽鋒.  化工學(xué)報(bào). 2012(04)
[6]生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)[J]. 顏涌捷.  上海節(jié)能. 2006(03)

碩士論文
[1]高粘度流體傳熱強(qiáng)化研究[D]. 趙洪彬.華南理工大學(xué) 2011
[2]嚴(yán)寒地區(qū)利用太陽(yáng)能加熱制沼氣的模擬研究[D]. 武鷹翀.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[3]太陽(yáng)能聯(lián)合沼氣鍋爐加熱沼氣池模擬研究[D]. 尹海文.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3035381