低雷諾數(shù)下微板式換熱器壓降特性的研究.pdf

1、能源短缺，氣候變暖是二十一世紀人類遇到的公共危機。節(jié)能減排，提高能源的利用是解決能源問題的有力手段。換熱器的應(yīng)用與節(jié)約和開發(fā)能源密切聯(lián)系，在制冷、石油化工、冶金、飲料、紡織、造紙、醫(yī)藥、電力等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用，在這些領(lǐng)域中它不僅僅是一個應(yīng)用廣泛的換熱設(shè)備，還占據(jù)著重要的地位。
　　在換熱器設(shè)計方面，開發(fā)緊湊式換熱器是換熱器優(yōu)化的方向。如果能在更小的換熱器里面得到更高效的傳熱效果，則節(jié)省了原材料生產(chǎn)，達到了節(jié)能減排的效果。板式

2、換熱器作為一種高效、緊湊的換熱設(shè)備，相比于傳統(tǒng)的管殼式換熱器具有突出的優(yōu)點。因此，企業(yè)及科研工作者對于板式換熱器的研究投入日趨加強。
　　目前，對于板式換熱器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀為:1、對于傳統(tǒng)板式換熱器的研究工作較為充分;2、對于特殊板型（微板型）的研究有待進一步補充;3、微板式換熱器中通入高粘度工質(zhì)在低雷諾數(shù)(Re＜50)下運行時，此方面的研究嚴重不足。
　　基于上述原因，依托D公司，對多款微板式換熱器進行低雷諾數(shù)高粘度工質(zhì)

3、的流動特性研究，以期補充完善D公司微板式換熱器的壓降數(shù)據(jù)庫，揭示微板式換熱器流動規(guī)律，為工程應(yīng)用提供理論支撐。
　　本文主要工作及成果為:
　　(1)設(shè)計搭建了適用于高粘度工質(zhì)的微板式換熱器測試臺。為了驗證實驗系統(tǒng)的可靠性，以水為工質(zhì)進行了系統(tǒng)校驗工作，完成了實驗系統(tǒng)的重復(fù)性和穩(wěn)定性兩方面校核。
　　(2)以ISOVG320齒輪潤滑油作為工質(zhì)，對B3-014H、D22、B3-095H、B3-095B、B3-210H、B

4、3-052H六種微板式換熱器進行了實驗研究。通過壓降測試實驗，獲取了壓降與雷諾數(shù)Re之間的基本規(guī)律，對比研究了不同板型之間的差異。研究表明，四種板型，隨著雷諾數(shù)Re的增大，壓降ΔP均上升;板型的差異，使得壓降ΔP變化幅度存在較大的差異性，其中，增幅從大到小的板型為:D22、B3-052H、B3-095H、B3-210H、B3-095B、B3-014H;同一板型在不同溫度下的流阻系數(shù)f隨著雷諾數(shù)Re的變化趨勢類似，波動量幾乎可以忽略;在低

5、溫環(huán)境使用時，要注意高壓降給換熱器帶來的影響，設(shè)計過程中要注意其承壓能力。
　　(3)選用B3-014H型微板式換熱器為研究對象，對其進行仿真模擬，旨在揭示結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對換熱器內(nèi)部流場的影響規(guī)律。研究表明，隨著波紋夾角的增大，阻力逐漸增大，在波紋傾角160°左右時達到最大，波紋夾角繼續(xù)增大，阻力隨之減小;隨著波紋高度的增大，阻力隨之減小;波紋間距的擴大會導(dǎo)致?lián)Q熱器中流動狀態(tài)的惡化;波紋傾角、波紋深度、波紋間距三個參數(shù)都會影響流體在