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
     

    波纹管结构参数对传热性能影响.pdf

    • 资源ID:20149       资源大小:250.88KB        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   

    波纹管结构参数对传热性能影响.pdf

    第43卷第1期 2014年1月 石油化工设备 PETR0一CHEMICAL EQUIPMENT Vo1.43 No.1 Jan.2014 文章编号100074662o140l-001404 波纹管结构参数对传热性能影响 王大成 ,王二利。,罗小平 1.广东石油化工学院机电工程学院,广东茂名 525000; 2.华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州 510640 摘要分别以不同规格的波纹管为模型,应用FLUENT软件对湍流流动状态下波纹管内的传热 进行模拟,分析了流体流动状态和波纹管几何结构参数对传热系数的影响。结果表明,波纹管的壁 面平均传热系数随着入口雷诺数的增加而增大;与光滑管相比,在低雷诺数的情况下,波纹管传热 强化效率随雷诺数的增大而增大,而随着雷诺数的进一步提高,波纹管的强化传热效果逐步减弱; 当波纹管的外径与内径的比值在1.25~1.4O时,其传热强化效果最好。 关键词波纹管;结构参数;传热系数;传热强化比 中图分类号TQo5o.2;TE965 文献标志码A doi10.3969/],issn.10007466.2014.01.003 Influence of Corrugated Tubes Structure Parameters on the Heat Transfer Perance WANG Dacheng ,WANG Er-li ,LUO Xiao-ping 1.College of Eletromeehanical Engineering,Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming 525000,China;2.College of Mechanical and Automobile Engineering, South China University of Technology,Guanzhou 5 10640,China AbstractFluid flow and heat transfer in the corrugated tubes of different size are numerically analyzed through FI UENT,the influence of the fluid flow condition and structural parameter of corrugated tube on the heattransfer coefficient was studied.It was found that the higher the Reynolds number was,the higher the heattransfer coefficient;When the Reynolds number was small,the higher the Reynolds number was,the higher the heattransfer enhacement rate,while the Reynolds number becomes larger,the heattransfer enhacement rate will drop with the Reyn olds number increasing;For the corrugated tube,the heat~transfer enhancement effect was best when the external diameter is 1.25~1.40 times more than inner diameter。 Key wordscorrugated tube;structure parameter;heat~transfer coefficient;heattransfer en hancement rate 列管式热交换器广泛应用于化工、石油、医药、 冶金及制冷等领域,波纹管热交换器是在传统的列 管式热交换器的基础上,应用强化传热理论及波纹 管独特的波峰与波谷的设计,使热交换器的性能有 了重大的突破。波纹管热交换器不仅继承了列管式 热交换器坚固、耐用、安全、可靠等优点,同时还具有 换热效率高、不易结垢、不易堵塞和自补偿功能等特 点,使得波纹管的传热特性与机理受到了国内外学 者的广泛关注和研究。近年来,波纹管热交换器的 发展很快,技术上也得到了不断更新,市场上出现的 波纹管热交换器的形式也日益增多,但是仍然还有 很多问题亟待研究解决口r6_。文中对6种波纹管的 收稿日期201308~01 基金项目广东省科技计划项目No 2OlOBO1900O37 作者简介王大成1964一,男,辽宁铁岭人,副教授,工学硕士,从事换热设备的研究开发及设备安全失效分析工作。 第1期 王大成,等波纹管结构参数对传热性能影响 管内流体状况、几何参数及不同强化比对传热系数 的影响效果进行模拟分析,以期为相关工作打下一 定的理论基础。 l 波纹管换热特性数值模拟 1.1 简化假设 1管内流动为稳态流动。 2波纹管内的流动介质为不可压缩流体。 3波纹管内流动为二维轴对称流动。 4忽略管内流体的质量力。 5波纹管管壁为刚性,不考虑流固耦合作用。 1.2模型简介 波纹管几何模型示意图见图1,图中,D 为波 纹管的内径,D 为波纹管的外径,L为波纹管的波 节长度,mm。 图1波纹管几何模型不图 建立波纹管模型时,在管子的进、出口端各增加 40 mm的直管段以避免流体进、出口段的影响。管 长方向上,为使流动达到充分发展,除进、出口直管 段外,取10个波距的长度。 文中所模拟管道的尺寸规格见表1。 表1计算波纹管规格尺寸 mm 管号 D1 1 25 2 25 3 25 4 25 5 25 6 25 D2 ● 25 28 3O 32 34 36 L D2/D1 1.3介质物性 水的主要物性参数随温度的变化不是很大,在进 行数值模拟时可以假定水的主要物性特性恒定,并取 20℃时的物性参数进行计算 ],密度为 998.2 kg/H13,比定压热容为4.183 kJ/kgK,导热 系数为0.599 w/mK,粘度为1.005 mPaS。 1.4计算模型 设定流体入口速度 一0.1~2.0 m/s,对应的 雷诺数Re一2 483~47 178,故应用非结构网格的 SIMPLE算法和 一e湍流模型求解流场[9 。 标准 一£模型是在关于湍流动能 的方程的 基础上,引入一个关于湍流耗散率£的方程后形成 的。标准 一e模型是从实验现象中总结出来的,主 要是基于湍流动能和湍流耗散率, 方程是精确方 程,e方程则是由经验公式导出的方程。因此,标准 一e模型是半经验公式。 1.5 边界条件 1入口速度设定为 一0.1~2.0 m/s,对应的 雷诺数Re2 483~47 178,人口流体温度为20℃ 且沿径向均匀分布,入口湍流动能和耗散率采用程 序默认值。 2出口边界相对压力为0,将参考压力设为外 界大气压。 3壁面上各个方向上速度分量为0,壁面温度 为6O℃恒温。 4应用对称边界条件,以减小求解规模。 2数值模拟结果及分析 2.1 管内流体流动状态对传热系数的影响 3 管在雷诺数Re一24 830时,壁面局部传热 系数沿管长的变化见图2。波纹管内流体流动充分 发展的流线图见图3。从图2中可以看出,其壁面 的局部传热系数沿管长出现明显的周期性变化,且 壁面的局部传热系数的较大值均出现在波纹管的收 缩段,其最大值能达到最小值的6倍左右。从图3 中可以看出,波纹管充分发展段的每个波峰上游都 出现了一个回流区相当于一些流动和传热的死 区,从而导致了波纹管波峰上游段壁面传热系数比 较低。波纹管周期性的扩张和收缩对扰乱管内的流 动起到了积极的作用,而波峰下游段湍流程度的加 剧导致了其传热系数的加大。 0 50 100 I5O 200 250 300 位置/ram 图2 3 波纹管管壁局部传热系数随管长的变化 图3 3 波纹管充分发展流线图 2 O 8 6 4 2 I. . 氨 帐蕞 旧剖 石油化工设备 2014年第43卷 光滑管与不同管径波纹管的壁面平均传热系 数随管人口流体雷诺数变化的示意图见图4。从 图4中可以看出,光滑管和波纹管的平均传热系 数均随着人口雷诺数的增加而增大,其原因是当 人口雷诺数增大时,波峰上游段虽然也有回流区 的存在,但区域在不断减小,且位置也逐渐靠后。 随着入口雷诺数的增加,波纹管内流体的湍流效 果更加激烈,其原因是波峰内频繁涡旋的生成和 破裂而变得极不稳定的结果,由此可使波纹管的 强化传热系数不断增加。 图4不同几何结构管的平均传热系数随入口 雷诺数的变化关系 2.2 传热强化比与入口雷诺数关系 波纹管的传热强化是相对于直管而言的,其强 化效果可以用传热强化比刁作为评判的准则c1。。 Nu/Nuo 式中,Nu为波纹管的努塞尔数,Nu。为光滑管的努 塞尔数。 5 管和光滑管的平均传热系数随入口雷诺数 的变化关系比较见图5。从图5中可知,随着管内 流动逐渐发展并达到高度湍流,直管和波纹管内 都出现了大量而剧烈的旋涡,旋涡对壁面剧烈的 冲刷使层流边界层变薄而使传热热阻减小,波纹管 相对于直管的强化传热优势会逐渐减小。 logRe 图5 5 管和光滑管的平均传热系数随入口 雷诺数的变化关系 2.3 波纹管几何结构对传热系数的影响 不同入口雷诺数下,壁面平均传热系数随管几 何结构的变化结果见图6。从图6中可以看出,在 不同的人口雷诺数下,其壁面传热系数随着管外径 的增加而增大,但当外径增大到34 1Tim时,其壁面 传热系数达到最大值,继续增大外径,其壁面传热系 数会随之减小。原因是随着管径的进一步增大,流 体流动会出现分离,在管道最大截面处的固体壁面 会形成稳定的旋涡,阻隔了流体与固体壁面的热交 换,从而削弱了换热。 -*-Re24 380It,-Re32 280Re39 729Re47 178 Z,/// 、 //厂\ /八、、. 、、 ●-‘’’-///’\ ◆◆_ // \t _’ /. -|f -、 ●● ’ 图6 壁面平均传热系数随波纹管结构尺寸的变化 3 结论 1波纹管的壁面平均传热系数随着人口雷诺 数的增加而增大。 2与光滑管相比,在低雷诺数的情况下,波纹 管传热强化效率随雷诺数的增大而增大;随着雷 诺数的进一步提高,波纹管的强化传热效果逐步 减弱。 3当波纹管的外径与内径的比值在1.25~ 1.40时,其传热强化效果最好。 参考文献 [1]马晓驰.国内外新型高效换热器[J].化工进展,2001 149-51. MA Xiaochi.Technology Development of the New Efficient Heat Exchanger at Home and Aboard[J]. Chemical Industry and Engineering Progress,20011 49-51. [2] 肖金花,钱才富,黄志新.波纹管传热强化效果与机理 研究[J].化学工程,2007,3511215. XIAO Jin-hua,QIAN Cakfu,HUANG Zhbxin.Study of Effects and Mechanisms of Heat Transfer Enhance ment of Corrugated Tubesl-J3.Chemical Engineering, 2007,35112一l5. ____1.-_Lr______--,。______r_-1._________--_,Er______-lr.。-__-Ir-r_L●L 占. r I. g. 黎 蕞 露 恒谢 . . b_I 辍 幕 霹 茸捌 第43卷第1期 2014年1月 石油化工设备 PETROCHEMICAL EQUIPMENT Vo1.43 NO.1 Jan.2014 文章编号10007466201401001706 Q345R钢厚板焊接接头断裂疲劳性能试验研究 张贤安 ,郑三龙。 1.镇海石化建安工程有限公司,浙江宁波 315207; ’} 2. 浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州 31003 摘要对60 mm厚度的Q345R钢手工焊焊接接头的金相组织、断裂性能和疲劳性能进行了试验 研究,讨论了厚板焊接接头在母材、焊缝和热影响区的断裂韧度J 和不同深度下的疲劳裂纹扩展 速率变化情况。结果表明①Q345R钢厚板焊接接头焊缝区组织为细化均匀的铁素体和少量珠光 体,热影响区和母材组织均为粗大铁素体和少量珠光体。②焊缝的断裂韧度309.35 kJ/m。较母 材227.97 kJ/m 和热影响区237.26 kJ/m。好,热影响区和母材断裂韧度接近。③在相同应力 强度因子幅下,焊缝区材料的疲劳裂纹扩展速率低于母材,坡口中间层疲劳裂纹扩展最慢。④热影 响区不同深度试样的疲劳裂纹扩展速率一致,比母材稍慢。⑤应力比对热影响区疲劳裂纹扩展速 率没有影响,但对焊缝区试样有一定影响,当应力强度因子幅小于30 MPa/m时,应力比大,裂纹 扩展速率快。 关键词Q345R钢;焊接接头;断裂;疲劳裂纹扩展;应力比 中图分类号TQo5o.6;TG406 文献标志码B doilO.3969/j.issn.10007466.2014.01.004 [3] MENDES PS,SPARROW EM.Periodically Conver ging Diverging Tubes and Their Turbulent Heat Transfer,Pressure Drop,Fluid Flow and Enhancement Characteristics[J].ASME J Heat Transfer,2001,106 15563. E43 Wang C C,Chen C K.Fored Convection in a Wavy- wall Channel[J].International Journal of Heat and Transfer,2002,451225872595. E5]曾敏,王秋旺,屈治国,等.波纹管内强制对流换热与阻 力特性的实验研究EJ].西安交通大学学报,2002,36 3237240. ZENG Min,WANG Qiu-wang,QU Zhi-guo,et a1.Ex perimental Study on the Pressure Drop and Heat Transfer Characteristics in Corrugated Tubes[J].Journal of Xi’an Jiaotong University,2002,363237240. [63 Donald D J,Aaron S C.Heat Transfer Enhancement in Annular Channel with Helical and Longitudinal Fins EJ3.Heat Transfer Engineering,1995,1622934. E73 肖金花.波纹管传热强化及其轴向承载能力研究ED3. 北京北京化工大学,2006. [8] [9] [1O] XIA0 Jin-hua.Study of Heat Transfer Enhancement and Axial Loadbearing Capability of Corrugated Tubes [D].Beij ingUniversity of Chemical Technology, 2006. 王志魁.化工原理EM].北京化学工业出版社,2004. WANG Zhi-kui.Principles of Chemical Engineering [M].BeijingChemical Industry Press,2004. Jones W P,Launder B E.The Calculation of Low Reynoldsnumber Phenomena with a Two Equation Model of Turbulence[J].Heat Mass Transfer,t973 161119-1130. 商福民,毕庆生,张志正,等.波纹管与光管流体传热 性能对比试验研究EJ].长春工程学院学报,2003,4 33335. SHANG Fumin。BI Qin-sheng,ZHANG Zhizheng, et a1.Experimental Research on Comparison of Heat Transfer Characteristics between Corrugated Pipe and Bare Pipe[J].ChangchUn Inst.Tech.,20 3,4333 35. 许编 收稿日期20130801 作者简介张贤安1963一,男,浙江宁波人,工程师,学士,从事石油化工设备的设计管理等工作。

    注意事项

    本文(波纹管结构参数对传热性能影响.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 在线文库交流群      联系客服QQ:1726005040  联系客服QQ:1518322126

         联系邮箱:zaixianwenku#163.com (请把#改为@)

     在线文库网版权所有   青公网安备:63010402000280号   青ICP备13000082号-5

    展开