一种双扭转流换热器壳程传热性能与机理分析

• 作者: 古新 宋帅 张大波 方运阁 陈卫杰 王永庆
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 双扭转流换热器 计算流体力学 场协同原理 激光多普勒测速仪
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 1987-1997
• 页数: 10页
• 分类号: TK124
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20201169

摘要

双扭转流换热器是一种新型管壳式换热器，分别建立扭转流换热器和新型双扭转流换热器的周期全截面计算模型，利用计算流体力学（CFD）方法对壳体侧的传热系数、流动阻力和综合性能进行了数值研究。结果表明：在壳程同等质量流量下，双扭转流换热器传热系数与类梯形折流板换热器相比降低24.4%~27.9%，压降降低63.3%~71.0%，综合性能增加1.2%~4.1%。通过场协同原理对其传热和降阻机理进行了分析，表明双扭转流换热器速度与压力梯度协同较好，扭转流换热器速度与温度梯度协同性较好。对扭转流换热器进行冷模实验，采用激光多普勒测速仪（LDV）对线上速度进行测量，验证了仿真方法和结果的正确性和准确性。研究模型与结论可为换热器的结构开发与性能研究提供参考。