螺旋片強(qiáng)化的套管換熱器殼側(cè)流體流動(dòng)及復(fù)合強(qiáng)化傳熱.pdf

1、在換熱管外壁安裝螺旋片可以起到強(qiáng)化殼側(cè)傳熱的作用，當(dāng)螺旋片高度與內(nèi)外套管環(huán)隙相同時(shí)，可以近似地將換熱器殼側(cè)看成為一個(gè)矩形截面的螺旋通道。本文對矩形截面螺旋通道內(nèi)流體流動(dòng)與傳熱特性進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明，傳熱系數(shù)隨曲率、雷諾數(shù)以及普朗特?cái)?shù)增大而增大；隨高寬比增大而較??；低雷諾數(shù)下，撓率對傳熱系數(shù)影響很小，高雷諾數(shù)下，撓率為曲率一半時(shí)，傳熱系數(shù)最大。在矩形截面中心處，速度場與溫度場的協(xié)同性較差。對螺旋通道內(nèi)流場與傳熱特性的研究結(jié)果表明，對

2、于單一螺旋片強(qiáng)化的換熱器殼側(cè)，改善其矩形截面內(nèi)的二次流動(dòng)，提高速度場與溫度場的協(xié)同性將是進(jìn)一步提高其傳熱效果的關(guān)鍵。為此，本文在矩形截面的螺旋通道中安裝了渦發(fā)生器，以期其能改善截面內(nèi)的二次流動(dòng)，并增加流體的湍動(dòng)程度，從而進(jìn)一步提高換熱器殼側(cè)的傳熱效果。
　　 對安裝擾流柱(柱型渦發(fā)生器)的矩形截面螺旋通道內(nèi)的流體流動(dòng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究，并與未安裝擾流柱的矩形截面螺旋通道內(nèi)的流體流動(dòng)特性進(jìn)行了比較。研究結(jié)果表明，在矩形截面螺

3、旋通道內(nèi)安裝擾流柱后，截面內(nèi)的二次流動(dòng)狀況得到了明顯的改善，相應(yīng)地，渦量中心絕對值明顯增大；通道內(nèi)流體的湍動(dòng)程度以及瞬時(shí)速度的脈動(dòng)頻率顯著提高。
　　 基于對安裝擾流柱的矩形截面螺旋通道內(nèi)流體流動(dòng)特性的研究，本文在螺旋通道中周期性地安裝了渦發(fā)生器(柱型或翼、翅型)，將其與螺旋片復(fù)合起來，以進(jìn)一步強(qiáng)化換熱器殼側(cè)傳熱。對螺旋片與渦發(fā)生器復(fù)合強(qiáng)化的換熱器殼側(cè)的傳熱性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試，為方便比較，還對未強(qiáng)化的傳統(tǒng)套管換熱器以及單一螺旋片