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10 化工机械 2008年
搭接螺旋折流板换热器壳程流动特性研究
孙琪陈佳2佳朱莹王海秀王树立
(江苏工业学院)
摘要用激光测速仪测量了搭接螺旋折流板换热器的流场特性,着重研究了螺旋折流板倾角为 35°,
相对搭接量为 10%、15%、20%、25%、30%、35%时的速度分布、脉动速度及摩擦阻力规律,并就速度分
3 布对换热性能及阻力的影响以及搭接量对有效换热面积的影响做了分析和讨论。在搭接区,轴向速度
33 明显增大,出现峰值,切向速度分量明显减小。随着搭接量的增大, 流动摩阻损失逐渐减小;搭接可增
大换热流程,有利于强化传热。
关键词螺旋折流板换热器搭接流动特性激光测速仪
中图分类号 TQ051 5 文献标识码 A 文章编号 0254 6094 (2008) 01 0010 04
传统的管壳式换热器多采用弓形折流板,它性。螺旋折流板换热器中螺旋流道的螺距与旋流
的优点是结构简单、制造方便,其缺点是流动死区角有关,旋流角小,流动阻力大,但螺距小,流程
大、换热系数小、流动压降大。为了解决上述问长; 旋流角大, 流动阻力小, 但螺距大, 流程
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题,有关学者提出了将管壳式换热器折流板设计短[ 2 5 ] 。若要兼顾两者的优点,可选取折流板搭
成与壳体横断面有一个倾斜角度(即旋流板角接布置的结构,本文仅对该搭接结构的换热器流
度) ,使流体在壳程旋转流动,称为螺旋折流板换场中壳程流动特性做了实验研究,并得出了相应
热器[ 1 ] 。螺旋折流板换热器中旋流板的搭接方的结论。
式是指前后两块旋流板在布置上的相对位置,通 1 实验设备及实验方法
常分首尾连接和按一定比例重叠搭接,不同搭接实验用换热器由有机玻璃制作,壳体尺寸为
方式会呈现出不同的流道结构,从而影响换热特 200mm × 6mm × 3000mm ,换热管外径为 15mm,
图 1 测试系统示意图
本课题为江苏省高校高新技术产业化项目(JHB04 002) 。
孙琪,女, 1983年 7月生,硕士研究生。江苏省常州市, 213164。
第 35卷第 1期化工机械 11
共 52根,叉排布置。为消除圆形壳体折射影响, 折流板布置如图 2 所示,设相对搭接量 e =
在外边安装了用玻璃制做的方水盒。实验介质为 l
× 100% ( ( l为搭接量, L 为折流板边长) , e分
常温下自来水,循环水泵将水箱中的水打出经转 L
子流量计计量流量(流量范围为 10~35m3 /h) ,然别取 10% 、15% 、20% 、25% 、30% 、35% ,旋流角α
后进入换热器,用倒 U 形管差压计测量换热器压取 35°,测量位置选在流道相邻折流板中间, 沿径
r
降。氩离子激光器(功率为 1W )和接收单元都放向选取 10个测点(δ= , r为径向位置, R 为壳体
R
在三维坐标架上,坐标架精度为 0. 1mm。测量系
内径) 。
统(图 1)可沿水平和垂直方向移动。
图 2 折流板布置示意图
2 结果分析在流量为 22. 8m3 /h时,不同搭接量对速度
2. 1 搭接量对速度分布的影响分布的影响如图 3所示。
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