針對(duì)纏繞管式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),研究了墊條的不同排列形式對(duì)纏繞管式換熱器流動(dòng)和傳熱性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)墊條交錯(cuò)式排布時(shí),在黏性力的作用下低流速區(qū)域的流體會(huì)流向高流速區(qū)域,并且在墊條的附近有旋渦生成,增強(qiáng)了相鄰管層間流體的相互作用。與沒(méi)有墊條的模型相比,對(duì)齊分布的墊條和交錯(cuò)式的能夠使壓力降分別增大15.94%和39.03%。交錯(cuò)式分布的熱性能參數(shù)大于1,而對(duì)齊分布的參數(shù)值小于1,表明交錯(cuò)式分布能夠提高纏繞管式換熱器的性能。但是墊條的數(shù)量對(duì)流動(dòng)和傳熱的性能影響不大,當(dāng)墊條的數(shù)量從12增加至15時(shí)努塞爾數(shù)Nu的變化范圍是-1.0%～3.0%。 

【文章來(lái)源】：煉油技術(shù)與工程. 2020,50(10)

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【部分圖文】：

圖1 兩種形式的纏繞管式換熱器

墊條不同排列方式

兩種形式的纏繞管式換熱器在軸線方向上的速度云圖和溫度云圖如圖3～4所示。在計(jì)算過(guò)程中墊條的存在使殼側(cè)有效流通面積減少。另外,墊條的排列方式也影響速度分布。從圖3可知,與無(wú)墊條相比,有墊條的纏繞管式換熱器速度更快,交錯(cuò)分布的速度最大。對(duì)于無(wú)墊條的模型,低速區(qū)集中在兩個(gè)相鄰管子之間軸線方向上。對(duì)于有墊條的模型,對(duì)齊分布兩個(gè)相鄰管子之間的徑向速度變大,低速區(qū)主要在靠近墊條和兩個(gè)相鄰管子之間軸線方向上;但是,墊條交錯(cuò)分布時(shí),有效改善了流動(dòng),因?yàn)榱黧w選擇性地軸向或者徑向沖刷管束,低速區(qū)大大減少。無(wú)墊條的和有對(duì)齊分布?jí)|條的模型溫度分布相似(見(jiàn)圖4)。但是,交錯(cuò)分布式的模型下游區(qū)溫度變化很快,因?yàn)樵撆帕蟹绞降牧鲃?dòng)邊界層比其他排列方式的薄。從以上結(jié)果可以得出,對(duì)齊分布的墊條對(duì)殼側(cè)傳熱的影響不大,而交錯(cuò)式分布的不僅能夠增強(qiáng)速度場(chǎng)的湍流,而且能夠增強(qiáng)殼側(cè)的傳熱。


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