管壳式换热器强制对流换热与阻力特性研究
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文章编号:1672—7843(2
007)O1-0084—04
管壳式换热器强制对流换热与阻力特性研究
张东生,杜 扬
,李康宁,赖长江
(后勤工程学院军事供油工程系,重庆400016)
摘要 用实验与软
件模拟相结合的方法研究了波纹管与直管的换热性能和阻力特
性。壳程采用通入高温烟气,测试了不同
水量情况下波纹管的平均对流换热系数和阻力系
数。拟合出了所浸Il参数范围内的换热和阻力关联式
,并比较了相同管径的波纹管与直管的换
热效果。为波纹管在换热领域的应用提供一些依据。
关键词换热;摩擦因数;波纹管;对流;阻力特性
中图分类号:TB657.5 文献标识码:B
对国外换热器市场的调查表明,管壳式换热器占64%。虽然各种板式换热器的竞争力在上升,但 管壳式换热器仍占主导地位。光管由于加工方便,成本低,是管壳式换热器中应用较为广泛的,但由于 其换热面积小,换热效果差,因此如何强化光管的换热一直是研究的重要方向。波纹管作为一种新型的 换热元件,它与普通直管最主要区别在于它的异形表面可以同时强化管内外流体,而且在低雷诺数的情 况下,换热效果明显好于直管。在国内已有不少学者对波纹管强化换热进行了大量的研究,发现采用波 纹管作为换热面的综合性能有显著提高,但迄今对烟气与水换热的研究还少有见到。本文主要通过实
验与仿真相结合的方法,对波纹管和直管的换热性能和阻力特性进行了分析和对比,以便为进一步强化
其换热能力提供依据。
1 实验装置
实验总体装置如图1所
示,主要由风机、
燃烧室、供油
装置、温度测量系统、流量计等
组成。在实验中,通过控制阀
门来
改变波纹管内水的流量。
在实验中,沿管子的轴向分别
在5个界面上布置有测温点, 在管子的两端布置有测压孔。
用燃烧器中产生的烟气作为被
1-风机2一供油系统3一
燃烧室4、14一截止栩5 18一转子流量计仪寰
6一烟气进口7一烟气出口s一^/D转接援9一
电腑显示屏lO一冷却水进口
冷却介质,管壳外包裹玻璃丝
l】一玲却水出口12、l3一
传燎器15一钢-康铜热电佣16、l7一强度计l9、2D一压力衰
田1 燃油除氧产生情气装置总
体筒圈
带和海绵以减少热损失。在管
壳和法兰连接处加有垫片,一方面可以保证密封,另方
面可以减少轴端的热损失 ¨。
在实验中需要测量的有:沿程压差,壁温,进、出口流体的温度。温度
通过热电偶连接到温度采集模
块系统上采集。
收稿日期:2006—10—10
作者简介:张东生(1980一)。男。河北省三河市人, ̄:L-i。主要从事换热器方面研究。