折面螺旋折流板换热器的流动传热性能-化工学报.PDFVIP

化工学报 2017 年 第68 卷 第12 期 | CIESC Journal, 2017, 68(12): 4537-4544 ·4537 · DOI ：10.11949/j.issn.0438-1157 折面螺旋折流板换热器的流动传热性能 1 1 1 1 2 王斯民 ，肖娟 ，王家瑞 ，简冠平 ，文键 1 2 （西安交通大学化学工程与技术学院，陕西 西安 710049 ； 西安交通大学能源与动力学院，陕西 西安 710049 ） 摘要：针对现有平面螺旋折流板换热器的相邻折流板与壳体间存在的三角漏流区，提出了一种折面螺旋折流板换 热器。基于实验研究分析了折面螺旋折流板换热器的螺旋角和搭接度对流动传热性能的影响，并拟合了壳程对流 传热和阻力系数的实验关联式。结果表明，当壳程体积流量相同时，随着螺旋角的减小，折面螺旋折流板换热器 的壳程总压降增加，壳程管束压降增加，壳程膜传热系数提升，综合性能增强；相同壳程体积流量下，随着搭接 度的增加，壳程总压降也增加，壳程膜传热系数增加，综合性能提高。实验研究表明螺旋角 18°、搭接度50%的 折面螺旋折流板换热器流动传热性能最佳。将折面螺旋折流板换热器的螺旋角和搭接度作为修正因子拟合到了实 验关联式中，对比发现实验值与Nu 实验关联式计算值的平均相对误差为1.13%，与f 实验关联式的平均相对误差 为6.84%，说明了拟合的正确性和可靠性。研究结果为折面螺旋折流板换热器的设计提供了理论指导。 关键词：折面螺旋折流板换热器；流动；传热；三角漏流区；实验验证；实验关联式 中图分类号：TK 124 文献标志码：A 文章编号：0438—1157 （2017 ）12—4537—08 Flow and heat transfer performance of shell-and-tube heat exchangers with fold helical baffles 1 1 1 1 2 WANG Simin , XIAO Juan , WANG Jiarui , JIAN Guanping , WEN Jian 1 ( School of Chemical Engineering and Technology, Xi ’an Jiaotong University, Xi ’an 710049, Shaanxi, China; 2School of Energy and Power Engineering, Xi ’an Jiaotong University, Xi ’an 710049, Shaanxi, China) Abstract: A kind of shell-and-tube heat exchangers with fold helical baffles was proposed to eliminate the triangular