壳程螺旋扭片强化传热试验研究.pdf

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1、壳程螺旋扭片强化传热试验研究江楠，吴秋华，杨传健(华南理工大学化工机械研究所，广东广州510640)摘要：采用自行设计的试验装置和流程，对壳程插入不同节距及开孔的螺旋扭片管束和纯光管管束换热器进行了壳程传热及流阻对比试验，分析了螺旋扭片对壳程传热性能的影响。结果表明，螺旋扭片的节距和开孔对壳程传热性能均有较大影响，但对壳程阻力影响不大；试验范围内，当8000

2、5文献标识码：A文章编号：1001—4837(2010)04—0001—04doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2010．04．001ExperimentalStudyonHeatTransferEnhancementbyHelicalRibboninShellSideJIANGNan，WUQiu—hua，YANGChuan-jian(MachineryandAutomotiveEngineeringInstitute，SouthChinaUniversityofTechnology，G

3、uangzhou510640，China)Abstract：Usedself—designedexperimentalequipmentandprocess，theinfluenceofheattransferper—formancebyhelicalribbonintheshellsidewasstudiedthroughshellsideheattransferandflowresist．anceexperiment，whichabouthelicalribbontubebundlesheatexchan

4、gerwithdifferentpitchandcut—outandsmoothtubebundlesheatexchanger．Resultsshowedthatthepitchandcut—outinhelicalribbonhavegreatinfluenceontheheattransferperformanceintheshellside．butlittleimpactontheflowresist．ance；intestzone，when8000

5、tubebundlesheatexchangerwithL=140mm．d=0hasthebestcomprehensiveperformance．Keywords：heatexchanger；shellside；helicalribbon；heattransferenhancement；experimentalstudy面，其中壳程流动与传热逐渐成为换热器革新和1引言完善的重点叫。笔者研究的换热器管间支撑结构为螺旋扭换热器广泛应用于能源、化工、冶金及动力机片，属于纵流式支撑结构，但与传统的盘一环折流械等行业

6、，其中，管壳式换热器的应用约占板、折流杆支撑结构又有所区别。螺旋扭片作为70％⋯。在全球能源紧缺的情况下，换热器强化管间插入物，放置在换热管之间，对管束起着密排传热作为有效的节能措施逐渐成为研究的热点。隔离支撑作用，相互间无干扰，流体沿壳程轴向前管壳式换热器的强化传热分为管程和壳程两方进，不存在折转流动，减缓了壳程流体流动对管束壳程螺旋扭片强化传热试验研究VoW7．No42010产生的诱导振动。此外，螺旋扭片对管间流体产和通讯模块)、计算机等组成。生旋流导向作用，旋流与靠近管壁波动前进的边界层形成非线性二次涡

7、流，促进了流体混合和湍流度，破坏了管壁流体边界层，使管壁两侧温差增大，从而提高了传热推动力。2试验装置及方案2．1试验系统及过程由于要对多组螺旋扭片分别进行试验，因此图2计算机数据采集系统不意采用管板可拆的管壳式换热器_6J。图1为试验系2．2换热器及螺旋扭片结构统现场图。试验介质均为水，管程为冷水，壳程为试验使用的管壳式换热器为单管程、单壳程热水，冷水和热水之间进行逆流换热。为了保证和螺旋扭片结构，筒体内径109mm，换热管为所测数据的及时和准确，试验采用计算机数据采019mm×2mm的无缝光管，有效长度1

8、．4m，数集系统进行数据的采集和处理。计算机数据采集量12根，管束采取正方形排列。螺旋扭片安插在系统如图2所示，它由各传感器、模块(数据模块管间，对管束起支撑作用。根据试验方案需要，螺旋扭片结构及参数如图3，表1所示。C—C注：Ll=1200mm，b=16mm，8=O．8ml／1，每种数量：9根图1试验系统现场示意图3螺旋扭片结构示意表1螺旋扭片设计参数序号123456789101112L(mm)l