螺旋板式換熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化及傳熱特性研究

程友良， 韓 健， 楊星輝

(華北電力大學(xué) 能源動力與機械工程學(xué)院，保定 071003)

螺旋板式換熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化及傳熱特性研究

程友良， 韓 健， 楊星輝

(華北電力大學(xué) 能源動力與機械工程學(xué)院，保定 071003)

基于強化傳熱理論，通過建立合理的數(shù)學(xué)模型和物理模型，運用FLUENT數(shù)值模擬軟件，對螺旋板式換熱器流道中添加螺旋形擾流體的工況進行數(shù)值模擬，并對換熱效果較差的擾流體工況進行進一步優(yōu)化模擬。研究表明，在所研究的定曲率和變曲率兩種螺旋形擾流體的5種布置方式中，兩者均在布置方式5時效果最優(yōu)；對比分析各參數(shù)后發(fā)現(xiàn)，定曲率螺旋形擾流體的換熱效果更勝一籌。進一步對擾流體結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，當(dāng)擾流體直徑增加時，可以強化換熱；從而說明擾流體的直徑在增強換熱效果中起著很重要的作用。

螺旋板式換熱器；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；傳熱特性；螺旋形擾流體

0 引 言

螺旋板式換熱器是由瑞典的Rosenblad在1930年首先提出的一種新型高效的板式換熱器。由于具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效率高、自潔能力強、造價低及占地面積小等優(yōu)點，故得到日益廣泛的應(yīng)用。螺旋板式換熱器由兩張鋼板卷制而成，板間均勻地裝有定距柱，一方面起到支撐作用，另一方面也加強了流體的擾動，達到強化換熱的目的[1]。劉寶慶等[2]應(yīng)用計算流體動力學(xué)(CFD)和數(shù)值傳熱學(xué)方法，建立了考慮可拆式螺旋板換熱器(DSHE)內(nèi)流動與傳熱的三維數(shù)學(xué)模型，分析了換熱器內(nèi)流體的流速、流向、流動狀態(tài)以及換熱器高度、流道間距、接管形式等流動與結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳熱系數(shù)、系統(tǒng)壓降及傳熱-壓降性能系數(shù)EK等參數(shù)的影響。……