傾斜折流柵式換熱器殼程流體流動與傳熱特性

古新，秦曉柯，王永慶，張大波，劉敏珊

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傾斜折流柵式換熱器殼程流體流動與傳熱特性

古新1，秦曉柯1，王永慶1，張大波2，劉敏珊1

（1鄭州大學河南省過程傳熱與節能重點實驗室，河南鄭州 450002；2中國煙草總公司鄭州煙草研究院，河南鄭州 450001）

針對斜向流換熱器殼程流體流動的特點，提出一種傾斜折流柵式換熱器。采用CFD軟件Fluent對常規斜向流換熱器和傾斜折流柵式換熱器進行數值研究，分析了折流柵的裝配方式和傾斜角度對傾斜折流柵式換熱器殼側流體流動和傳熱性能的影響。結果表明：與常規斜向流換熱器相比，柵片同向裝配時，傾斜折流柵式換熱器殼程傳熱系數和綜合性能分別增加6.18%～6.47%和3.22%～3.59%；柵片同向裝配，折流柵傾斜角為70°時，換熱器殼程傳熱系數和綜合性能均達到最大，且殼程壓降較小。與傾斜角為60°的傾斜折流柵式換熱器相比，傾斜角為70°的傾斜折流柵式換熱器殼程傳熱系數和綜合性能分別增加2.84%～2.93%和7.07%～7.19%，且殼程壓降降低11.26%～11.52%。所得結論為改進斜向流換熱器折流柵的結構和強化傳熱提供理論與工程應用依據。

流動；傳熱；數值模擬；傾斜折流柵；裝配方式；傾斜角度

管殼式換熱器因其結構緊湊、維護費用低、換熱效率高等優點，廣泛應用于石油、化工、機械等領域，因此，研究管殼式換熱器的強化傳熱技術具有重要意義[1-2]。斜向流換熱器是一種新型高效節能的管殼式換熱器，既解決了橫向流換熱器死區大、壓降高、易結垢等問題，又彌補了縱向流換熱器殼程流體擾動程度較弱的不足，綜合了橫向流和縱向流的各自獨特性能，兼備了二者的雙重優勢，具有較為明顯的傳熱強化和流動減阻性能[3-5]。……