缠绕管式换热器壳程强化传热性能影响因素分析

• 作者: 周帼彦 涂善东 高兴辉
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 缠绕管式换热器 数值模拟 强化传热 传热与阻力性能 结构参数敏感性
• 年，卷（期）: 2019,（7）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 2456-2471
• 页数: 16页
• 分类号: TK 172
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20181534

摘要

由于内部流场信息缺乏,结构参数对流体流动的影响规律不明确,致使缠绕管式换热器壳程强化传热机理不明晰,阻碍其设计准则的进一步规范化和通用.针对上述问题,对缠绕管式换热器壳程流体流动进行几何建模及数值模拟,并通过文献中实验数据进行验证,进而基于该模型对壳程流体流场特性进行详细分析,分析关键结构参数对其壳程传热与阻力性能的影响,并探讨其强化传热机理.结果表明:Realizable k-ε湍流模型可较为准确地描述壳程流体流动;在双对数坐标系内,壳程Nusselt数随Reynolds数的增大而增大,阻力系数f则呈线性降低的趋势;壳程Nusselt数随缠绕管直径d与平均缠绕直径D的增大而增大,随螺距S的增大而减小,阻力系数f则相反;缠绕管直径d对壳程流体传热与阻力性能的影响最大,平均缠绕直径D的影响最小;增大缠绕管直径d与平均缠绕直径D有利于破坏流体速度边界层,增强流体扰动,加快温升速度,强化壳程传热,而增大螺距S则使速度边界层变厚,减小流动阻力的同时降低温升速度,不利于壳程强化传热.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	涂善东	华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室	224	2191	25.0	36.0
2	周帼彦	华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室	41	281	9.0	15.0
3	高兴辉	华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室	1	2	1.0	1.0