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螺旋板廠家對新型換熱器螺旋折流板管殼式換熱器的性能測試
作者：換熱器 發(fā)布：2012年6月26日 瀏覽次數(shù): 4834
要：本文對螺旋折流板換熱器和傳統(tǒng)的弓形折流板換熱器進(jìn)行了殼程傳熱功用和殼程的 阻力的對比,還經(jīng)由執(zhí)行方法對25°、40°螺旋角的螺旋折流板和弓形折流板換熱器進(jìn)行了殼程傳 熱功用和殼程阻力的研討,得出螺旋折流板換熱器的螺旋運(yùn)動(dòng)強(qiáng)化了傳熱,螺旋折流板換熱器的殼 程阻力比弓形折流板換熱器的殼程阻力小。
關(guān)鍵詞：弓形折流板;螺旋折流板;傳熱系數(shù);壓降
1 前語
換熱器普及運(yùn)用于化工、動(dòng)力、醫(yī)藥、冶金、制 冷、輕工等行業(yè)。換熱器的種類良多,但管殼式換 熱器以其制造隨意,出產(chǎn)成本低、選材局限廣、清洗便當(dāng)、適應(yīng)性強(qiáng)、措置量大、義務(wù)可靠的優(yōu)點(diǎn),被普及 運(yùn)用,尤其是在化工、石油、動(dòng)力等行業(yè)中。如進(jìn)料 換熱器、蒸發(fā)器、冷凝器、再沸器、回?zé)崞�。因�?設(shè) 計(jì)制造出一種高效能、低能耗、低成本的換熱設(shè)備對 于節(jié)流動(dòng)力有著首要的意義。管殼式換熱器牽制常 安插有折流板,使流體按特定的通道運(yùn)動(dòng)以改善其 傳熱特征,弓型折流板換熱器是運(yùn)用最普及的一種 傳統(tǒng)的管殼式換熱器,它使殼程運(yùn)動(dòng)成為彎曲的之字形運(yùn)動(dòng),流體可以垂直沖刷牽制,強(qiáng)化換熱,提高 了殼程流體的換熱才干,然則,由于流體在接近殼體 壁面處的突然轉(zhuǎn)向使能量損耗矯捷增大,構(gòu)成殼程 的沿程壓力降增大,其他,由于折流板與殼體之間的 旁流和換熱管與折流板之間漏流及死區(qū)的存在(如 圖1),使其殼程運(yùn)動(dòng)特征的缺陷十分明晰〔1-2〕。通 過改動(dòng)殼程折流板的安插,使殼側(cè)流體稱連續(xù)的螺 旋狀運(yùn)動(dòng)。因此,胡想的折流板安插應(yīng)該為連續(xù)的 螺旋曲面。然則,螺旋曲面加工比較堅(jiān)苦,而且換熱 管與折流板的一同也比較難完成。思索到加工上的 便當(dāng),采用一系列的扇形平面板(稱之為螺旋折流 板)替代曲面間相聯(lián)接,在殼程內(nèi)組成近似螺旋面, 使殼側(cè)流體發(fā)作近似連續(xù)螺旋狀運(yùn)動(dòng)〔3〕(如圖2)。 在螺旋折流板換熱器中,流體在殼程內(nèi)的運(yùn)動(dòng)傾向 是連續(xù)改動(dòng)的。不存在突然轉(zhuǎn)向的運(yùn)動(dòng),極大的降 低了運(yùn)動(dòng)阻力。流體與換熱管有一螺旋傾角,流體 螺旋狀的繞過換熱牽制,不只運(yùn)動(dòng)阻力小,而且不存 在滯死區(qū),運(yùn)動(dòng)特征的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。
2 執(zhí)行
2·1 執(zhí)行首要設(shè)備及儀器
本執(zhí)行對殼體內(nèi)徑為250mm,3臺換熱器芯組 都是40根規(guī)格為?25×2·5×3000的換熱管以正方 形改動(dòng)45°辦法陳列而成,管子材質(zhì)為Q235。25°、 40°螺旋角的螺旋折流板換熱器芯組進(jìn)行傳熱功用 及壓降的研討。執(zhí)行在遼寧石油化工大學(xué)的換熱性 能綜合測試執(zhí)行臺出息行,首要測試儀表、設(shè)備為 測溫:精密溫度計(jì),分度0·1℃,量程(0~50)℃ 和(0~100)℃;
測壓:U型管壓差計(jì);
流量計(jì):LZB-100轉(zhuǎn)子流量計(jì)并聯(lián),量程(8~50)m/h。
因?yàn)橛偷恼扯容^大,本執(zhí)行設(shè)計(jì)為:管程走水 =998·2kg/m3,流量定值為18m3/h;殼程走油,密度 ρ=836kg/m3。流量由小到大逐漸改動(dòng)。
2·2 執(zhí)行流程
本裝置首要收羅兩個(gè)回路、三個(gè)組成部分。兩 個(gè)回路:冷回路和熱回路,即換熱系統(tǒng)的管程和殼 程。管程介質(zhì)為冷水,殼程介質(zhì)為柴油,測試?yán)渌c 柴油之間的換熱效率。三個(gè)組成部分收羅:(1)熱油 的小儲罐及加熱部分;(2)冷水的大儲罐;(3)輪回動(dòng) 力系統(tǒng)。
2·3 傳熱功用測試結(jié)果
2·3·1 測試數(shù)據(jù)
執(zhí)行時(shí)首先療養(yǎng)好流體的體積流量,當(dāng)換熱器 的傳熱和運(yùn)動(dòng)抵達(dá)不變之后,記錄一切數(shù)據(jù),改動(dòng)換 熱器的工況,不變后再記錄數(shù)據(jù),如斯重復(fù),直到所 有工況執(zhí)行終了。
2·3·3 傳熱功用數(shù)據(jù)措置結(jié)果
2·3·4 數(shù)據(jù)措置結(jié)果分析
(1)螺旋折流板管殼式換熱器改動(dòng)了傳統(tǒng)垂直 弓形板多次180°折返橫向流的運(yùn)動(dòng)辦法,增添了窗 口區(qū)流體大角度折返的壓頭損喪失,為介質(zhì)提高流速供給了可以性,提高了流速就是提高了雷諾數(shù),因此 可以大幅度提高膜的傳熱系數(shù)。
(2)螺旋折流板管殼式換熱器平穩(wěn)的螺旋運(yùn)動(dòng)辦法,改善了傳統(tǒng)垂直弓形板橫向折返流構(gòu)成的折流板后換熱面積五分之二左右的三角死區(qū)的缺陷, 添加了有效換熱面積,提高了全體換熱后果。
(3)理論證明,換熱介質(zhì)粘度較大時(shí),污垢熱阻占總熱阻的50%~70%。螺旋通道內(nèi)高速改動(dòng)的介質(zhì)流有利于沖刷殼程內(nèi)的顆粒及沉淀物,消弭結(jié) 構(gòu)嚴(yán)峻的三角死區(qū),可減小熱阻,這關(guān)于提高換熱效率是極為有利的。
3 結(jié)論 (1)在一致冷水流量和一致殼程的前提下,螺旋折流板換熱器的殼程傳熱系數(shù)大于弓形折流板換熱 器的殼程傳熱系數(shù),并且跟著冷水流量的添加,螺旋 折流板換熱器殼程傳熱系數(shù)提高得越明晰(見表1、 2、3)。螺旋折流板的傳熱系數(shù)近似為弓形折流板的傳熱系數(shù)的1·2倍,可見螺旋折流板比弓形折流板換熱后果好。
(2)在一樣執(zhí)行前提下,跟著螺旋折流板螺旋角度的增大,螺旋折流板換熱器殼程傳熱系數(shù)減小(見 表1、2)。螺旋角小的螺旋折流板換熱器殼程傳熱 效率高。
(3)在一致冷水流量的執(zhí)行前提下,螺旋折流板換熱器比弓形折流板換熱器的殼程壓降小(見圖3 4)。
可見,螺旋折流板換熱器比弓形折流板換熱器 殼程運(yùn)動(dòng)阻力低、傳熱功用好。