折流板開孔對換熱器性能影響的分析研究.pdf

1、管殼式換熱器在現(xiàn)在換熱設(shè)備中占據(jù)主要地位，其中單弓形折流板換熱器以其結(jié)構(gòu)簡單，制造維護方便，傳熱效果好等優(yōu)點被廣泛采用。但是這種結(jié)構(gòu)容易在折流板背根部產(chǎn)生死區(qū)，不利于殼程流體換熱，且流體反復(fù)沖刷管束，容易產(chǎn)生列管振動，破壞換熱管。對折流板開孔能夠在一定程度上解決這類問題，但是有關(guān)單弓形折流板開孔對殼程的流動特性及換熱特性的影響研究相對較少。本文主要利用實驗與數(shù)值模擬兩種方法來研究折流板開孔對換熱器性能的影響。
　　在實驗部分中，本

2、文利用新型PIV粒子測速技術(shù)做了大量的實驗研究，探究了折流板不同開孔方式對管殼式換熱器殼程流場的影響。結(jié)果表明截面上流體的速度隨y軸位置的變化而變化，區(qū)域內(nèi)速度成類似二次曲線分布。
　　本文運用了區(qū)域平均渦量來表征殼程流場的流動性能，平均渦量越大，區(qū)域速度梯度就越大，越容易產(chǎn)生死區(qū)。通過分析不同的開孔方案，得到了不同區(qū)域的平均渦量，及其平均渦量隨著折流板的間距的增大而增大，隨著流量的增大而減小的規(guī)律，此外還得到了在同流量，同間距下

3、的最佳開孔方案。
　　在數(shù)值模擬中，利用FLUENT軟件模擬了實驗?zāi)Ｐ椭袣こ塘黧w特性，分析比較了速度云圖和速度截面圖，得到了與PIV實驗結(jié)果趨勢相同的截面速度分布規(guī)律，截面速度分布呈現(xiàn)類似二次曲線分布，與實驗結(jié)論一致，說明了結(jié)論的正確性。
　　本文最后對實際工況參數(shù)下折流板開孔對換熱器的換熱影響展開了研究，利用最佳開孔方案和未開孔進行比較，研究表明折流板開孔后總換熱系數(shù)有小幅降低，壓降大幅度降低。在同壓降下，折流板開孔后的總