扭曲橢圓管換熱器相比于其他管殼式換熱器具有更加優(yōu)良的傳熱特性。現(xiàn)有扭曲橢圓管管殼式換熱器中扭曲橢圓管管束向同一方向扭轉(zhuǎn),關(guān)于相鄰扭曲管間不同扭轉(zhuǎn)方向?qū)軞な綋Q熱器換熱性能影響的研究未見報(bào)道。扭轉(zhuǎn)方向相反的相鄰扭曲管間的流體在扭曲管的誘導(dǎo)下沿著相同方向流動,有助于改善殼側(cè)流體流動,促進(jìn)殼側(cè)冷熱流體間的混合,因而可以提高換熱器的換熱性能。因此研究扭曲管扭轉(zhuǎn)方向?qū)軞な綋Q熱器換熱性能的影響對進(jìn)一步提高換熱器換熱性能具有深遠(yuǎn)意義。本文通過數(shù)值模擬的方法研究了扭曲管扭轉(zhuǎn)方向?qū)軞な綋Q熱器換熱性能的影響。在分別保證短長軸比和扭距不變的情況下,分析了換熱管束反扭布置和同扭布置對換熱器速度場、溫度場、阻力和換熱的影響,對比了不同管束布置下的綜合影響系數(shù)。結(jié)果表明扭曲橢圓管換熱器管束反扭布置時對換熱器殼程通道內(nèi)流體流動與換熱的影響比較顯著,并且存在最佳的短長軸比和扭距能夠使得換熱器的整體換熱性能更優(yōu)。在扭距不變的情況下,短長軸比B/A為0.45時反扭布置強(qiáng)化傳熱性能最佳。當(dāng)短長軸比為0.37時,不同管束布置下的努塞爾數(shù)Nu和綜合影響系數(shù)h/ΔP^（1/3）間的最大差值達(dá)到9.23%和11.16%;當(dāng)短長... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

U型管式換熱器結(jié)構(gòu)圖

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-常方便，但是管內(nèi)卻很難清理，所以在使用過程中要求U型管式換熱器的管內(nèi)流體必須是比較清潔的流體，并且這種流體還應(yīng)該不容易結(jié)垢。圖1.1U型管式換熱器結(jié)構(gòu)圖(2)固定管板式換熱器固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)相比U型管式換熱器的結(jié)構(gòu)來說比較簡單，管束之間比較緊湊，可以承受很大的壓力。結(jié)構(gòu)如圖1.2所示，管程比較容易清洗，在換熱管損壞時必須及時更換，不然會導(dǎo)致堵管。因?yàn)閾Q熱器的前后兩個管板與殼體之間是焊接起來的，所以殼程不方便清洗，那么在使用過程就要求殼程流體介質(zhì)是清潔的、不易結(jié)垢的。當(dāng)換熱管束與殼體之間的溫差較大（60~70℃）時且殼體承受壓力不太高時，可以加入補(bǔ)償圈（又可以叫做膨脹節(jié)）減少熱應(yīng)力來吸收膨脹差。圖1.2固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)圖(3)浮頭式換熱器浮頭式換熱器是通過改進(jìn)固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)而來，管板只有一端與殼體固定連接在一起的，另一端可以自由移動。結(jié)構(gòu)如圖1.3。殼程流體與管程流體之間有溫差時，管束和殼體之間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力，因?yàn)闅んw與換熱管束之間有自由的對熱膨脹。

扭曲橢圓管管殼換熱器殼程強(qiáng)化換熱研究-4-換熱器后續(xù)還需要清洗和檢修，所以浮頭式換熱器的浮頭端特意設(shè)計(jì)成可以拆卸的。圖1.3浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)圖(4)填料函式換熱器填料函式換熱器結(jié)構(gòu)如圖1.4，與浮頭式換熱器一樣，只有一端管板和殼體連接固定，另一端依靠填料函進(jìn)行密封。換熱管束可以自由膨脹，管殼間的溫差引起的熱應(yīng)力可以忽略不計(jì)，并且管程和殼程都能清洗，所以填料函式比較適合應(yīng)用在一些溫差較大且需要經(jīng)常更換換熱管束的工作場合。但是填料函式換熱器管板用填料函密封的一端容易引起泄露，所以殼程流體不能是易揮發(fā)、易燃易爆、有毒的介質(zhì)。圖1.4填料函式換熱器結(jié)構(gòu)圖(5)扭曲橢圓管換熱器扭曲橢圓管是一種新型的換熱器，它是把傳統(tǒng)的管殼式換熱器的換熱管束光管換成了橢圓扭曲管管束，并且去掉傳統(tǒng)換熱器殼程中的折流板，用扭曲橢圓管外緣螺旋線的點(diǎn)接觸來實(shí)現(xiàn)管束自支撐。結(jié)構(gòu)如圖1.5所示。相比于傳統(tǒng)管殼式換熱器，扭曲橢圓管換熱器的傳熱效果要更好，且產(chǎn)生的壓降比較低。其幾何參數(shù)主要包括：內(nèi)橢圓長軸長，內(nèi)橢圓短軸長，外橢圓長軸長，外橢圓短軸長以及扭距（橢圓型截面沿軸向


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