百葉片支撐多管束受限外流的偉熱和阻力性能研究.pdf

1、管殼式換熱器是工業(yè)生產領域重要的熱量交換設備，提高換熱器性能可有效降低生產過程中的能源消耗，提高生產效率。因此，優(yōu)化換熱器內流場結構，研究換熱器內部換熱性能和流動特性具有重要意義。常用的弓形折流板換熱器殼程受限外流流動死區(qū)大，壓降高，泵功消耗大。針對以上問題，提出百葉形折流板換熱器結構，改善和優(yōu)化殼程受限外流，進而提高換熱效率，降低泵功消耗。建立百葉形折流板換熱器殼程物理模型，通過全三維流場數(shù)值模擬計算，研究百葉片支撐多管束受限外流的傳

2、熱和阻力特性，獲得殼程流場分布和溫度分布；調整葉片結構參數(shù)、葉片裝配方式及殼程折流板數(shù)，分析不同因素對新型換熱器殼程阻力特性、換熱特性及綜合性能的影響。
　　本研究主要內容包括：⑴通過三維數(shù)值模擬，獲得百葉片支撐多管束受限外流流場特性，其流場分布均勻，流動死區(qū)?。慌c傳統(tǒng)弓形折流板換熱器殼程受限外流相比，其殼程壓降下降了36.9％~37%，功耗降低；在本文所研究范圍內其綜合性能優(yōu)于弓形折流板換熱器，相同泵功消耗下?lián)Q熱系數(shù)可提高22.

3、7%。⑵在所研究的入口流速范圍內，百葉片傾斜角度對換熱器殼程壓降和換熱系數(shù)均有較大的影響。換熱器殼程壓降隨葉片傾角減小而減小，與弓形折流板換熱器殼程壓降相比可減小17.1%~45.7%。傾角為45°時具有最優(yōu)的傳熱和阻力綜合性能。相同壓降下傳熱系數(shù)較弓形折流板支撐多管束受限外流可提高25.9%。⑶折流板葉片寬度對換熱器殼程受限外流壓降影響較小。本文研究范圍內，相同入口流速下，殼程壓降較弓形折流板換熱器降低了35.96%~38.19%，且

4、隨葉片寬度變窄而下降。葉片寬度為150mm的百葉形折流板結構在相同殼程壓降下?lián)Q熱系數(shù)最高，為最優(yōu)結構。⑷殼程折流板組數(shù)增加時，壓降增大，換熱系數(shù)下降。在本文研究的換熱管長情況下，加密折流板數(shù)會導致?lián)Q熱器性能下降。4組折流板數(shù)換熱器結構具有最優(yōu)換熱性能。⑸對不同類型折流葉片裝配結構進行研究，結果表明在不改變殼程流體流通截面積的情況下，調整葉片裝配結構對殼程壓降影響較小，對于換熱系數(shù)而言，有效換熱面積對殼程換熱系數(shù)的影響強于流體擾動所帶來的