论文部分内容阅读
管壳式换热器加装内插物元件是强化传热的有效措施之一。本文提出一种新型管内强化传热技术——螺旋叶片插入物,它能够起到在线自动防垢、除垢和强化传热的双重作用。
本文简要阐述了国内外强化传热及在线防垢、除垢技术的研究现状及发展趋势,并介绍了换热管内置螺旋叶片的结构、工作原理、试验设备及试验方法等。试验分为冷态试验和热态试验两部分。
冷态试验是以水为工作介质,对6根不同几何尺寸的螺旋叶片试件进行转动特性研究。通过多元线性回归分析,得到转速的回归方程式,可知流体的流速和螺旋叶片的结构参数是影响螺旋叶片的转速的主要因素。
热态试验对采用饱和蒸汽加热的内置不同几何尺寸的螺旋叶片换热管内流阻及传热特性进行研究。通过数据处理及多元线性回归分析,推导出压降、摩擦阻力系数和总传热系数的回归方程式,并利用威尔逊图解法求解管内给热系数的关联式。本文分析了雷诺数和螺旋叶片结构参数对换热管内流阻及传热的影响,并且对螺旋叶片的强化传热性能进行了评价。
试验结果表明,螺旋叶片在较低的流速下就开始转动,且能达到较高的转速,说明螺旋叶片具有较好的转动特性。与空管相比,在相同流速下,插入螺旋叶片的换热管内摩擦阻力系数平均值比空管约增大了2.48倍,总传热系数较空管有明显增大,总传热系数提高率平均值为26.6%。
综上所述,螺旋叶片内插物不仅强化换热效果好,而且产生压降小,综合性能评价好,因此具有广阔的工程应用前景。