高扭曲比螺旋扁管管内传热与流阻性能.pdfVIP

华 南 理 工 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 第 36卷 第 11期 J ou rna l of S ou th C h ina U n ive rsity of Techno logy V o l. 36　N o. 11 2008年 11月 (N atu ra l S c ience Ed ition ) N ovem ber　2008 文章编号 : 1000565X (2008) 1100 1705 　 高扭曲比螺旋扁管的管内传热及流阻性能 高学农 　邹华春 　王端阳　陆应生 (华南理工大学 传热强化与过程节能教育部重点实验室 , 广东 广州 510640) ( ) ( 摘 　要 : 以水为介质 ,研究了不同截面短长轴比 B /A = 027 ～047 和扭曲比 即导程与 直径比, S / de = 1719 ～5062) 的高扭曲比螺旋扁管的管内传热和流阻性能. 实验结果表 明:高扭曲比螺旋扁管的管内努塞尔数和阻力系数均随 B /A 值和 S / de 值的增大而减小, 但随 B /A 值的增加而减小得更快, B /A 值对高扭曲比螺旋扁管的管内传热与流阻性能影 响更大; 在相同雷诺数和普朗特数下, 高扭曲比螺旋扁管管内的努塞尔数为光滑管的 13～ 25倍; 阻力系数为光滑管的 12 ～15倍. 文中还通过多元线性回归法对实验数据进行了 分析, 提出了高扭曲比螺旋扁管管内努塞尔数和阻力系数的准数方程式, 其最大误差分别 是 12 %和 6 % , 从而为该类型螺旋扁管换热器的工程设计提供了依据. 关键词 : 螺旋扁管 ; 传热强化 ; 流阻; 扭曲比 中图分类号 : TK 124; TQ 02 1. 3　　　　文献标识码 : A 　　1984 年瑞典 A llare s公司成功设计制造了第一 类也较少 ,因而所得到的传热与流阻关联式具有较 台工业应用的螺旋扁管换热器 , 后经美 国 B rown 大的局限性 [ 89 ] . 文献 [ 10 ]只给出了以空气为介质 、 F in tube公司改进 ,螺旋扁管换热器便广泛应用于化 扭曲比 S / de 为 65 的螺旋扁管内传热关联式. 另有 学 、石油 、造纸 、电力 、钢铁矿物质处理等行业 [ 1 ] . 与 学者对较低雷诺数条件下扭曲比 S / de 在 6 ～12 之 传统的管壳式换热器相比,螺旋扁管换热器具有压 间的螺旋扁管换热器进行了实验研究 ,提出了管内 降小 、传热效率高 、不易结垢 、易清洗 、无折流板 、无 的传热和流阻的关联式 [ 1113 ] . 对于高扭曲比的螺旋 振动 、成本低等优点[ 2 ] . 扁管 ,张杏祥等 [ 14 ]采用数值模拟计算了扭曲比 S / de 螺旋扁管的结构特点是管子换热段的任一截面 最高为 2643 时螺旋扁管换热器的传热系数. 目前 都为一扁圆. 一般认为流体在管内周期性的螺旋流 尚未见有关高扭曲比螺旋扁管传热与流阻性能研究 动可以使流体冲刷壁面 ,减薄边界层 , 同时引起流体 的报道. 本文以水为介质 ,研究了 9种不同结构参数 的二次流动 ,促进流体的径向混合 ,从而加剧流体的