折流板開孔對(duì)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(jiǎn)單，制造維護(hù)方便，傳熱效果好等優(yōu)點(diǎn)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(dòng)，破壞換熱管。對(duì)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(duì)殼程的流動(dòng)特性及換熱特性的影響研究相對(duì)較少。本文主要利用實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬兩種方法來研究折流板開孔對(duì)換熱器性能的影響。
　　在實(shí)驗(yàn)部分中，本

2、文利用新型PIV粒子測(cè)速技術(shù)做了大量的實(shí)驗(yàn)研究，探究了折流板不同開孔方式對(duì)管殼式換熱器殼程流場(chǎng)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(yùn)用了區(qū)域平均渦量來表征殼程流場(chǎng)的流動(dòng)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(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)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(shí)驗(yàn)結(jié)論一致，說明了結(jié)論的正確性。
　　本文最后對(duì)實(shí)際工況參數(shù)下折流板開孔對(duì)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(jìn)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