小通道套管換熱器內(nèi)流體流動與傳熱性能研究.pdf

1、套管換熱器作為一種傳熱性能優(yōu)良的換熱設(shè)備，在化工、能源、制冷等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，再加上換熱器材料價格的上漲，使得緊湊高效的換熱器的開發(fā)和研究成為當(dāng)下熱點。因此，本文提出一種4mm小通道套管換熱器，采用數(shù)值模擬和試驗研究相結(jié)合的方法對該換熱器內(nèi)流體流動和傳熱性能進行了分析，并對小通道的分布進行研究，再將其與現(xiàn)有同軸套管換熱器進行試驗對比，具體研究內(nèi)容包括:
　　以現(xiàn)有的同軸式套管換熱器性能為指標(biāo)，外管徑為20mm前提下，分別對小通道

2、管徑為4mm、5mm的換熱器進行數(shù)值模擬研究，并根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果詳細分析換熱器采用小通道的換熱管后其內(nèi)部流體流動和傳熱特性的變化。數(shù)值模擬結(jié)果表明:換熱器的小通道管徑由5mm減小到4mm后，雖然換熱管增加了3.66％的銅材，且壓力損失也隨之增加，但換熱器的換熱面積增加了6.63％，同時換熱管內(nèi)的換熱系數(shù)和換熱量也得到了增加，可以提高換熱器的換熱性能。
　　換熱器采用4mm管徑的小通道后，本文研究了小通道不同的分布方式對換熱器性能

3、的影響。分別研究小通道的間距S為5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm時同一個截面上的溫度分布，還有其換熱系數(shù)和壓力損失，得出最佳的小通道分布方式間距為6.5mm，在該間距下，換熱器的換熱性能最好。
　　同時設(shè)計搭建了4mm小通道套管換熱器試驗平臺，以水為換熱介質(zhì)，對換熱器內(nèi)流體流動和換熱性能進行研究，記錄換熱器在不同工況下?lián)Q熱量和管內(nèi)阻力損失，將結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果對比，驗證數(shù)值模擬分析的正確可信。
　　最后將小通道