栅板式换热器的传热性能研究.pdf

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1、2012年第4O卷第8期流体机械5文章编号：1005—0329(2012)08—0005一O8栅板式换热器的传热性能研究朱冬生，王延香。郭新超，胡韩莹(1．华南理工大学，广东广州510641；2．华东理工大学，上海200237)摘要：建立了栅板式换热器板内流体流动的二维物理模型，通过数值模拟和冲渣水试验，分析了回收余热的栅板式换热器的传热性能。模拟了板间距和人口流速对流动和流阻的影响；试验测试了栅板式换热器的压降，分析栅板式换热器传热和流阻特性，并拟合出其传热和压降准则关系式。’关键词：栅板式换热器；数值

2、模拟；传热性能；冲渣水废热回收中图分类号：TK124文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005-0329．2012．08．002StudyonHeatTransferPrope~yoftheGridPlateHeatExchangerZHUDong—sheng’，WANGYan．xiang，GUOXin—chao，HUHan．ying(1．SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China；2．EastChinaUniversit

3、yofScienceandTechnology，Shanghai200237，China)Abstract：Thetwo—dimensionalphysicalmodeloffluidflowingintheboardofthedplateheatexchangerwasestablished．Theheattransferpropertyofthegridplateheatexchangerrecyclingresidualheatwasanalyzedthroughthenumericalsimula

4、tionandslagflushingwaterexperiment．Theinfluenceofboardspacingandentrancevelocityontheheattransferperformanceandflowresistancewassimulated；thepressuredropofthegdplateheatexchangerwasmeasuredintheexperiment．Theheattrans—ferperformanceandflowresistanceproper

5、tywasanalyzed．Finallytheheattransferandpressuredropcorrelationwasbuilt．Keywords：gridplateheatexchanger；numericalsimulation；heattransferproperty；recyclingresidualheatofslagflushingwater1前言于提高我国钢铁工业资源、能源利用率，减少废弃物排放量，最大限度降低产品的能源消耗量和提钢铁工业是高能耗工业，其耗能量占全国能高产品质量，

6、因此研究栅板式换热器的传热性能耗量的16％左右，能源消耗费用占企业生产总成有着极为重要的意义。本的24％以上，而我国大多数钢铁企业的能源利用率仅仅为30％～50％。我国钢铁企业的能耗2栅板式换热器传热Fluent模拟指标相对落后，大中型企业在2004年的吨钢可比能耗平均为705kgce／t，而总体水平最好的Et本吨2．1物理模型与数学模型钢可比能耗只有656kgce／t，节能降耗空间较本文研究对象为栅板式换热板片，换热元件大圳。是根据波纹状强化传热与换热系数高的原理设计本课题组开发的栅板式换热器，具有传热

7、效的，并且近似的平面结构以及较大的板间距适宜率高、阻力损失少、结垢系数小、适合低温热能的配合清洗机构。板内为单流道的椭圆形换热通回收、适合热敏性物料的传热、易清洗适应性强、道，走工业用清洁水。板的外表面形成规则的波投资成本低等特点，适合于低温余热回收，这有利纹状曲面，走冲渣水，波纹表面可以使流动在较低收稿日期：2011—12—08修稿日期：2012—05—09基金项目：广东省科技计划项目(2008A010700003)6FLUIDMACHINERYVo1．40，No．8，2012的雷诺数下形成湍流，配合射

8、流清洗机构使用，可板外流体流动数学模型的控制方程为式(1)以降低污垢对传热的影响。一(3)，板内流体流动与传热数学模型的控制方由于实物模型是轴对称的，是对换热板片的程为式(1)～(5)。简化，从三维简化为二维进行研究，能够较准确反质量守恒方程：映流体力学的特性。在合理简化实物模型的基础+：0f1)上，建立了栅板换热器板外和板内流口粕体一流==动=扎的饭隔二===一帅口aay维物理模型，如图1、2所示，拟通过调节板间距和动量守恒