在线文库
全部分类
  • 实用文档 >
    实用文档
    总结/汇报 工作计划 实施方案 讲话/发言 心得体会 民主生活会专栏 往来文书 党团工作 合同/协议 求职/职场 表格模板 PPT模板区 主题教育专栏
  • 项目前期 >
    项目前期
    环境影响评价报告 可行性研究报告 项目建议书 项目申请报告/资金 项目计划书/策划书 项目选址/土地利用 社会稳定风险评估报 节能评估/清洁生产 矿山地质环境保护/ 安全评价报告/安全 初步设计 水土保持方案 水资源论证报告 矿产勘查/储量核实/ 地质灾害危险性评估 防洪/防震/防雷评价 职业病危害评价及防 招标/投标/评标文件 项目前期工作/项目
  • 工程管理 >
    工程管理
    设计方案 施工组织设计 施工方案 工程监理/造价 施工工艺 技术交底 验收规范/验收标准 环境保护验收报告 验收报告/验收表单 施工/监理合同 工程管理/工程表格
  • 时代专栏 >
    时代专栏
    调研报告/行业分析 发展规划/规划设计 脱贫攻坚战专栏 乡村振兴战略专栏 污染防治攻坚战专栏 扫黑除恶专项斗争专 ppp项目专栏 一带一路专栏 改革开放40周年专栏
  • 教育考试 >
    教育考试
    幼儿/小学教育 初中教育 高中/职业教育 成人/电大/自考 高等教育/毕业论文 教学研究/教育管理 从业资格考试 IT计算机考试 医药卫生考试 公务员/司法考试 知识竞赛试题
  • 专业资料 >
    专业资料
    人文社会/法律 建筑/建材/土木 环境科学/食品科学 电力/水利 能源/化工 冶金/矿山/地质 道路/交通/物流 机械/仪器/仪表 电子/电路 医药/卫生 纺织/轻工业 IT/计算机/通信 材料科学 航空/兵器/核科学 自然科学 农林牧渔
  • 经管营销 >
    经管营销
    经济/金融/财税 人力资源管理 市场营销 财务管理/分析 生产/经营管理 安全/应急管理 采购/供应链管理 商标/专利/知识产权 企业管理 制度汇编/手册
  • 标准规范 >
    标准规范
    市政/建筑/建材标准 冶金/化工/机械标准 矿山/地质/测绘标准 能源/电力/电气标准 IT/计算机/电信标准 道路/交通/物流标准 医药卫生标准 轻工纺织标准 农林牧渔/水利标准 环境保护/食品标准 安全/气象/防灾标准 管理体系认证标准 政务/商务服务标准 国外/国际标准 标准书籍/手册
  • 生活休闲 >
    生活休闲
    家具家电/家装 饮食 保健养生/体育 婚姻家庭 美容服饰 娱乐时尚 旅游购物 摄影/摄像/绘画 影视/动漫/游戏 幽默滑稽 音乐 文学/小说 随笔/综合
  • 综合区 >
    综合区
  • 换一换
    首页 在线文库 > 资源分类 > PDF文档下载
     

    板翅式热交换器平直翅片流动与传热性能试验研究.pdf

    • 资源ID:20141       资源大小:218.92KB        全文页数:4页
    • 资源格式: PDF        下载权限:游客/注册会员/VIP会员    下载费用:8积分 【人民币0.8元】
    快捷注册下载 游客一键下载
    会员登录下载
    三方登录下载: 微信快捷登录 QQ登录   微博登录  
    下载资源需要8积分 【人民币0.8元】
    邮箱/手机:
    温馨提示:
    支付成功后,系统会自动生成账号(用户名和密码都是您填写的邮箱或者手机号),方便下次登录下载和查询订单;
    支付方式: 支付宝    微信支付   
    验证码:   换一换

    加入VIP
     
    友情提示
    2、PDF文件下载后,可能会被浏览器默认打开,此种情况可以点击浏览器菜单,保存网页到桌面,既可以正常下载了。
    3、本站不支持迅雷下载,请使用电脑自带的IE浏览器,或者360浏览器、谷歌浏览器下载即可。
    4、本站资源下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩,下载后原文更清晰   

    板翅式热交换器平直翅片流动与传热性能试验研究.pdf

    第43卷第5期 2014年9月 石油化工设备 PETROCHEMICAL EQUIPMENT Vo1.43 No.5 Sept.2014 文章编号10007466201405001904 板翅式热交换器平直翅片流动与 传热性能试验研究 唐 海,常春梅,魏立万,徐永明,隋大千,姚炜莹,姚立影 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司,甘肃兰州 730070 摘要通过空气一水传热试验,对平直翅片的流动传热性能进行了研究。试验结果表明,空气流速 2.2~5.6 m/s时,翅片间空气侧的对流传热系数为50~141 W/m。℃,流动摩擦压降为4O~ 90 Pa。实现翅片高效换热的空气流速是2.2~3.7 m/s,对应的翅片总效率在0.85~0.92。 关键词板翅式热交换器;平直翅片;传热特性;翅片总效率 中图分类号TE965;TQ051.5 文献标志码A d0i10.3969/j.issn.10007466.2014.05.005 Experimental Study on Fluid Flow and Heat Transfer Characteristics of Flat Plain Fins on Plate-fin Heat Exchanger TANG Hai,CHANG Chunmei,WEI Liwan,XU Yong-ming, SUI Da-qian,YAO Weiying,YAO Liying Lanpec Technologies Limited,Lanzhou 730070,China AbstractFin structure of platefin heat exchanger has a significant influence on airside heat transfer perance.The fluid flow and heat transfer characteristics of plain fin was obtained by conducting airwater heat transfer experiments.The experimental results shown that the convec tion heat transfer coefficient of air side was between 5O~141 W/m ℃,the range of flow friction pressure drop is 40~9O Pa.The values of fin total efficiency decrease with the air veloc ity increase.The high effectiveness of platefin can be achieved when air velocity come to the range of 2.2~3.7 m/s.The corresponding fin total efficiency between 0.85~0.92.The re sults provide the theoretical basis for optimizing structure of platefin heat exchangers. Key wordsplatefin heat exchanger;flat plain fin;heat transfer characteristics;total fin effi ciency 板翅式热交换器的传热元件包括盖板、翅片和 密封条,由相邻隔板间钎焊翅片,隔板四周布置封条 形成流道,冷、热介质通过盖板和二次传热面翅片实 现热量传递。 板翅式热交换器具有传热性能高、温差小、结构 紧凑度高达1 500 m /m。的特点,已被广泛应用于 能源化工、航天、动力、汽车等工业领域[1-33。 板翅式热交换器翅片结构有平直翅片、波纹翅 片及锯齿翅片等型式,其流动和传热性能对设备整 体传热性能和动力消耗有重要影响。 以Kays和London为代表,已有许多学者研究 了包括平直翅片在内的各类翅片的流动和传热特 性,结果发现平直翅片较锯齿型、百叶窗型翅片的表 面流动边界层厚度大,而传热系数和压力损失 小[4。 。因此,平直翅片特别适用于压降要求严格 的换热场合。目前,平直翅片流动和传热性能研究 收稿日期20140416 作者简介唐海1977一,男回族,甘肃天祝人,工程师,硕士,现从事换热设备强化传热与节能技术研究工作。 石油化工设备 2014年第43卷 很多口 “],但还没有适用范围宽广的传热和流动阻 力准则关联式,关于翅片关键设计参数翅片总效率、 翅片效率的报道还很少。因此,笔者通过空气一水传 热试验,对平直翅片的流动传热性能进行进一步研 究,以期对平直翅片的结构优化设计提供参考。 l试验装置与试件 1.1 试验装置 平直翅片传热性能试验装置图1由圆管、方 圆过渡件、稳流段、试件、风道出口组成。试验时空 气由风机鼓人流道,水平流经圆管、方圆过渡件和稳 流段后流入试件翅片间隙。稳流段有金属格栅保证 空气均匀流入试件。热水从上端口流人试件后垂直 向下流动。空气与热水换热后从风道出口流出。 图1 平直翅片传热性能试验装置示图 试验中空气流速的变化范围为2~7 m/s,水的 流速变化范围为0.O2~O.06 m/s。 设置空气出口段长度50 mm,即出口压力为环 境压力,空气入口处压力即样机流道压降。 1.2 测试 空气侧流量通过在进风口管道处布置的风速仪 测定换算得到,空气进、出口温度由布置在试件进、 出口处的热电偶测量,空气入口压力由布置在试件 入口处的3个u型压差计测量值的均值确定。水 侧流量采用涡轮流量计测量,量程1~10 m。/h,精 度0.5级。在热水进、出口接管上安装热电偶测量 水温,精度0.2级。 1.3试件尺寸 试验用平直翅片高度10 mm,翅片厚度 0.4 mm,翅片间距2.4 mm,当量直径3.3 mm,空气 侧传热面积3.89 rn ,翅片总长度132 mm。水侧流 道长890 mm,流道宽140 mm,流道高8 mm,扁管 16根,当量直径11.8 mm,传热面积3.89 rn 。 2试验数据处理 试验设备的总传热系数K按下式计算 K一 /AAt 1 其中 Cm一 /2 2 一qm,aCm 2一t 1 3 一qm,wC . £ ltw2 4 式1~式4中,K为总传热系数,w/m ℃; 为空气吸热量 与热水放热量西 的算术平均 值,w;A为水侧流道外表面积,m。;t t 分别为空 气侧进、出口温度,t 、t 分别为水侧进、出口温 度,△f 为空气和水进、出口温度的对数平均温 差,℃;C 为空气比定压热容,c 为水的比定压热 容,J/kg℃;q为空气的质量流量,q , 为水的 质量流量,kg/s。 总传热系数K与空气侧、水侧对流传热系数的 关系式为 去 一丢会_Rl Aoh K h A Ai一鲁会A ㈣ 。 1 一 i I 其中hi /[Ai lt 2] 6 一Aj。7A1/A。 7 A 。一A。 8 Af一半一A。 9 一 ㈣ 一 1 Uj thmH /2 、/ 11 12 式5~式12中,h。为空气侧的对流传热系数,hi 为水侧对流传热系数,w/m ℃;Ai为水侧传热 面积,A。为空气侧传热面积,A 为一次传热面积, A 为二次传热面积,II1 ;Ri为水侧污垢热阻,取 0.000 1 m。℃/W; j为隔板导热系数, f为翅片 导热系数,w/m℃;7o为翅片总效率;协为翅 片效率; 为隔板厚度, 为翅片厚度, 为翅片内 侧间距,Y为翅片内高,H 为定型尺寸,冷、热通道 间隔排列时Hfy/2,133.,thmHf是mHf的双曲 正切函数。 翅片效率 、 。是h。的函数,可通过迭代计算 得到。 流动阻力性能采用摩擦因数,表示如下 ,一 垒妻 r1 L D /2 式中,d为空气流道当量直径,L为翅片间空气流动 摩擦长度,rn;Ap为空气侧进出口摩擦压降损失, 第5期 唐海,等板翅式热交换器平直翅片流动与传热性能试验研究 21 Pa;u为空气侧流速,m/s;P为翅片进出口空气密 度平均值,kg/m。。 3试验结果与讨论 3.1 传热性能 当水侧流速为0.03 m/s、空气流速为3.36~ 7.12 m/s时,板翅式热交换器总传热系数在3O~ 55 w/Ih ℃变化,随气速增加变化明显图2。 采用热阻分离法分离出翅片表面对流传热系数并得 到了努赛尔准则关联式Nu一0.000 06 Re 8 ,此式 对流传热系数的预测误差在7%内图3。 ● 富 ■ 趔 冰 蕞 ● 暑 ■ 籁 蕞 曲 图2板翅式热交换器总传热系数 随空气流速的变化曲线 传热系数预测值,Wm ‘℃ 图3平直翅片空气侧传热系数预测值误差 3.2 流动阻力 水侧流速0.02 m/s、空气流速2.2~5.6 m/s 时,翅片间流动摩擦压降值在40~90 Pa变化,该压 降值随气速的增加变化明显图4。平直翅片摩擦 因数的变化范围为0.012~O.036,并随气体流速的 增加而减小,摩擦因数关联式为f一22.8 Re 钾。 图5。 3.3 翅片效率 当水侧流速0.02 m/s空气流速在2.2~ 5.5 m/s变化时,翅片总效率变化范围为0.72~ 0.92图6,翅片效率变化范围为0.85~0.94 图7,翅片总效率总是小于翅片效率。 目 世 嚣 剁 目 糍 斟 犁 矧 1斗 槲 籁 曲 静 虹 鞲 空气侧流速ulms 图4平直翅片流动压降试验数据 O 空气侧雷诺数 图5 平直翅片流动摩擦因数关联式 图6平直翅片翅片总效率 图7平直翅片翅片效率 当空气流速增加时,翅片总效率、翅片效率均减 小。在试验条件下,空气流速在2~4.5 m/s时翅片 22 石油化工设备 2014年第43卷 总效率可超过0.83,高于该风速时,翅片换热效率 下降明显。 上述结果表明空气流速存在较优值,若空气流 速高于该值时,翅片换热效率变化并不明显,但会增 加风机电力消耗。 4 结语 1空气流速3.36~7.12 m/s时,板翅式热交 换器总传热系数在30~55 w/m ℃变化,随气 速增加变化明显,翅片间空气侧的对流传热系数为 5O~141 W/m ℃。 2在空气流速2.2~5.6 m/s时,翅片间流动 摩擦压降在40~90 Pa变化,随气速增加而变化明 显。平直翅片摩擦因数在0.0120.036变化,并随 气体流速增加而减小。 3平直翅片总效率随空气流速增加而减小,在 空气流速2.2 m/s时达到0.92。在试验条件范围 内,当空气流速在2~4.5 m/s时翅片总效率可超过 0.83,高于该风速时,翅片换热效率下降明显,这表 明空气流速存在较优值。 参考文献 [1] Ramesh K Shah,Dusan P Sekulic.Fundamentals of Heat Exchanger Design[M].New YorkJohn Wiley 8L Sons,Inc,2003. I-21 Lunsford K M.Advantages of Brazed Aluminum Heat Exchangers[J].Hydrocarbon Processing,19967 5563. [3]凌祥,周帼彦,邹群彩,等.板翅式换热器技术及其应用 [J].石油化工设备,2002,3121-3. LING Xiang,ZHOU Guo-yan,ZOU Qun-cai,et a1. New Techniques of Platefin Heat Exchangers and Its Application[J].Petrochemical Equipment,2002,31 21-3. [4] Kays W M,Londona A L.Compact Heat Exchanger 3th.ed[M].NYMacGrawHillbook,1984. Is] Manglik R M,Bergles A E.Heat Transfer and Pres sure Drop Correlations for the Rectangular Strip Fin Compact Heat Exchangerl,J].Journal of Experimental Thermal and Fluid Science,199510l71180. [6]KIM M S,LEE J,YOOK S J,et a1.Correlations and Optimization of a Heat Exchanger with Offsetstrip Finsl,J].Heat and Mass Transfer,2011,549/10 20732079. [7]施明结,陈亚平,施明恒.板翅式换热器空气冷却侧传 热性能的数值模拟[J].工程热物理学报,2007,84 664666. SHI Ming-jie,CHEN Ya-ping,SHI Ming-heng.Numer~ ic Simulation of Heat Exchanger Characteristics at Air- Cooling Side of Plate Heat Exchanger1,J].Journal df Engi neering Themophysics,2007,284664666. [8]Zhang Xiao song,Li Shu hong,Zhao Kai tao.The Heat Transfer Characteristics of Plate-fin Heat Ex changer in the Field of Refrigeration and Air-condition ing[c]//Pr0ceeding ICCR’98,International Academic Publishers,1998381-384. E9] webb R I .Air Side Heat Transfer Correlations for Flat and wavy Plate Fin-andtube Geometries[J]. ASHRAE Trans,1990,142445-449. Elo]康海军,李斌,李惠珍,等.平直翅片管换热器传热与阻 力特性实验研究[J].西安交通大学学报,1994,28 19197. KANG Haijun,LI Bin,LI Huizhen,et a1.Experi mental Study on Heat Transfer and Pressure Drop for Plane Fin-andTube Heat Exchanger[J].Journal of Xi’an Jiaotong University,1994,2819197. E11]李媛,凌祥,虞斌.铝板翅式换热器翅片表面性能的试 验研究I-J].石油机械,2005,33101~4. LI Yuan,LING Xiang,YU Bin.Experimental Investi gation of Surface Perance of Aluminum Fins on Platefin Heat Exchanger[J].China Petroleum Ma chinery,2005,33101-4. [12]祝银海,历彦忠.板翅式换热器翅片流道中流体流动与 传热的计算流体模拟I-J].化工学报,2006,575 11O21106. ZHU Yinhai。LI Yan-zhong.CFD Simulation of Flu id Flow and Heat Transfer in Channels of Platefin Heat Exchangers[J].Journal of Chemical Industry and EngineeringChina,2006,57511021106. 1,13]文健,李亚梅,王斯民,等.板翅式换热器平直翅片表面 流动与传热特性[J].化学工程,2012,40102529. WEN Jian,LI Ya-mei,WANG Simin,et a1.Fluid Flow and Heat Transfer Characteristics in Plain Fins of Platefin Heat Exchanger[J].Chemical Engineering China,2012,40102529. [14]Kotchioglu I,Caniz A,Khalaji M N.Experimental Investigation for Optimization of Design Parameters in a Rectangular Duet with Platefins Heat Exchanger by Taguchi [J].Applied Thermal Engineering, 2013,501604613. 杜编

    注意事项

    本文(板翅式热交换器平直翅片流动与传热性能试验研究.pdf)为本站会员(紫百合)主动上传,在线文库仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知在线文库(发送邮件至zaixianwenku@163.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!

    温馨提示:如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载,重复下载不扣分。




    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 帮助中心 - 广告服务 - 诚邀英才 - 联系我们

    文库交流QQ群: 630737895     侵权投诉客服QQ: 1726005040    下载帮助客服QQ: 3112474067 

    在线文库版权所有  联系邮箱:zaixianwenku#163.com (请把#改为@)

     备案号:青ICP备13000082号-5  经营许可证:青B2-20190002  青公网安备:63010402000280号

    展开