管束排列及管间距对换热器传热性能的影响

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1、万方数据石油学报(石油加工)2013年10月ACTAPETROLEISINICA(PETROLEUMPROCESSINGSECTION)第29卷第5期文章编号：1001—8719(2013)05—0836—08管束排列及管间距对换热器传热性能的影响焦凤，邓先和，孙大力，洪宇翔(华南理工大学化学与化工学院，广东广州510640)摘要：通过改变圆形翅片管换热器管束排列及管间距的传热性能实验，得到雷诺数(Re)、纵向管间距(S。)及管束排列方式对圆形翅片管换热器传热性能的影响，再利用数值模拟方法分析这3个因素影响的原因。结果表明，圆形翅片管换热器的努赛尔数(Nu)及阻力系数(，)均

2、随Re的增加而增加，且增加趋势逐渐下降。增大s。可提高顺排圆形翅片管换热器的传热性能，但是提高幅度随s-的增加而减小，在s．为110mm时换热效果最好；增大s。反而会降低叉排圆形翅片管换热器的传热性能，其换热效果在s-为66mm时最好。相对于顺排方式，叉排圆形翅片管换热器的换热效果更好。速度场与温度场间的协同角度大小、回流区面积及尾流涡尺度大小与换热器传热性能的提高有关，可以从这3个方面进行分析，以寻找改善换热器结构的途径。关键词：圆形翅片；纵向管间距；场协同；回流区；强化传热中图分类号：TKl24文献标识码：Adoi：io．3969／i．issn．1001—8719．201

3、3．05．015EffectsofTubeArrangementsandLongitudinalTubeSpacingonHeatTransferPerformanceofHeatExchangerJIAOFeng，DENGXianhe，SUNDali，HONGYuxiang(SchoolofChemistryandChemicalEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Experimentswereperformedforturbulentheattransfer

4、andfluidflowcharacteristicsofannular—finnedtubeheatexchangertoexaminetheeffectsofReynoldsnumber(Re)，longitudinaltubespacing(S1)andtubearrangementsontheheattransferperformance．ThennumericalsimulationswereperformedtOanalyzetheexperimentalresults．TheresultsshowedthatNussehnumber(N“)andfriction

5、factor(厂)increasedwiththeincreaseofReforbothannular—finnedtubeheatexchangerswithinlineorstaggeredarrangements，andtheincreasingtrenddecreased．Fortheannular-finnedtubeheatexchangerwithinlinearrangement，theheattransferperformancebecamebetterwiththeincreaseofSlandreacheditsbestvaluewhenSlwas110

6、mm．However，theheattransferperformancebecameworsewiththeincreaseofSlfortheannular—finnedtubeheatexchangerwithstaggeredarrangementandreacheditsbestvaluewhenSlwas66mm．Comparedwiththeannular—finnedtubeheatexchangerwithinlinearrangement，theheattransferperformanceoftheannular-finnedtubeheatexchan

7、gerwithstaggeredarraywasbetter．Itwasfoundthattheeffectsofthethreefactorsontheheattransferperformanceoftheannular—finnedtubebankscouldbewelldescribedbythefieldsynergyprinciple，theareaofrecirculationregionandthewakevortexscale，byanalysisofwhichthewaytoimpr