管内扭转带扰流件强化传热的工业性试验及其性能评价.pdfVIP

中国工程热物理学会 编号983125 传热传质学学术会议 管内扭转带扰流件强化传热 的工业性试验及性能评价 董承康陶正文”蒋章焰2’ (o中国科学院电工研究所，北京100080) (2’中国科学院工程热物理研究所，北京100080) 摘要 在实际燃油锅炉上进行管内插入式扭转带扰流件强化传热工业性试验，结果表明， 扭转带扰流件具有显著的强化传热效果，在试验的扭转比范围内，与光管相比，可使排 烟温度降低105．s—148．59C，可使热效率提高4．2％--6．6％。文中还给出扭转带强化 传热性能评价简化分析和相对努赛尔数随扭转比而变化的拟合公式。 一、 引言 管内扭转带扰流件强化传热技术以其简便易行、成本低廉、装拆维修方便等诸多优 点而倍受人们的关注。这一方面的研究与应用已有几十年的历史，尽管如此，直到九十 年代仍不断有新的研究结果见诸报道(包括强化传热方面的权威学者A．E．Bergles也 还在做这一方面的研究)”“1；也就是说，管内插入式扭转带扰流件强化传热技术的应 用还在拓展，对其基本特性的认识仍有待继续深化。迄今对气体在管内紊流流动时，设 置扭转带是否有明显的强化传热作用，仍有不同的见解。有学者认为气体在管内紊流流 动时，流体主流的混合本来就比较强烈，采用扭转带所获得的传热增强并不大，但也有 学者认为即使是气体在管内紊流流动的情况，采用扭转带也会带来显著的强化传热效 益。目前已有一些供实际工程设计选用的传热和流动阻力特性的综合关系式，但工业性 试验的报道则还比较少。多年来我们一直在燃油工业锅炉烟管中应用扭转带扰流件强化 传热措施，实际使用和工业性试验都证明这一强化传热措施可降低排烟温度、提高锅炉 热效率，效益显著。本文将介绍我们做过的一部分工业性试验的有关情况，以促进这一 方面的进～步交流与探讨。 二、 试验测量 一、●‘^—4n1M．ia 试验是在O．5、1w燃油工业锅炉(其结构筒图如图l所示)上按常规方法进行。燃油耗 M． 量和给水流量用称重法测量，排烟温度、锅炉热效率以及烟气分析用ENERAC Ⅲ一85 2000型燃烧效率分析仪进行测定，给水进出口温度用玻璃温度计测量。所有测量都是 在工况稳定之后进行。每～工况获取数据多次。燃油是0号轻柴油，其所含碳、氢、氧 的质量百分比分别为0 。的轴向长度S称为节距，它与管子内径d(或钢带宽度B)之比y称为扭转比(或扭 率)，即y2S／d(如图1所示)。也可用螺旋角口来表示扭转带的几何特性，其表达 式为H2蟾口=蒯／2s=州2y=咒R／s。业己证明“1，流体在扭转流道中流动时， 基于周长的平均速度订正比于轴向平均速度玎，即W=C百，且扭转流道长度可表示 为L2C订，此处比例系数C只与扭转带的几何参数Ⅳ有关，其表达式为 c=裂厢+丽2，n(H+哆) 由此可见，管内插入扭转 带时的强化传热作用，不 丌 1．I 仅归因于流体在扭转带 + 和管壁之间的扭转流道 一…：爿!苣一 中螺旋式前进运动时，流 f…一】P—ja=_，—，。c，色，a^ 体整体混合的增强、二次 ：…一—碎十