螺旋折流板换热器的开发与研究Ⅱ

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2024-09-11 21:32 | 0 | 0 | 页数: 3 | 大小: 90 KB

第 1 8 卷 　 第 3 期 　 　 　 抚 顺 石 油 学 院 学 报 V o l . 1 8 　 N o . 3 1 9 9 8 年 9 月 J O U R N A L 　 O F 　 F U S H U N 　 P E T R O L E U M 　 I N S T I T U T E 　 　 S e p . 1 9 9 8 螺 旋 折 流 板 换 热 器 的 开 发 与 研 究 ( Ⅱ ) — — — 低 粘 度 流 体 的 中 试 研 究 张 克 铮 　 　 陈 世 醒 　 　 张 　 强 ( 抚 顺 石 油 学 院 石 油 化 工 系 , 辽 宁 抚 顺 1 1 3 0 0 1 ) 摘 　 要 　 以 新 型 的 螺 旋 折 流 板 换 热 器 同 普 通 的 垂 直 折 流 板 换 热 器 , 在 水 系 统 下 进 行 了 对 比 实 验 研 究 , 并 对 实 验 数 据 进 行 了 关 联 , 得 到 了 螺 旋 折 流 板 换 热 器 壳 程 对 流 传 热 系 数 的 近 似 模 型 。 实 验 结 果 表 明 , 对 水 这 样 的 低 粘 度 流 体 , 相 同 流 量 下 单 位 压 降 的 壳 程 对 流 传 热 系 数 , 螺 旋 折 流 板 约 为 普 通 折 流 板 的 2 . 4 倍 , 显 示 螺 旋 折 流 板 换 热 器 是 一 种 结 构 更 加 合 理 的 新 型 换 热 设 备 , 其 优 良 的 结 构 特 点 决 定 了 其 优 良 的 传 热 性 能 , 具 有 广 阔 的 开 发 应 用 前 景 。 关 键 词 　 螺 旋 折 流 板 ; 　 换 热 器 ; 　 低 粘 流 体 中 图 分 类 号 　 T Q 0 5 1 . 5 1 　 实 验 装 置 与 流 程 本 实 验 属 中 试 研 究 , 实 验 装 置 与 流 程 和 文 献 [ 4 ] 的 流 体 基 本 相 同 , 只 是 油 箱 中 盛 的 是 水 , 用 潜 水 泵 代 替 了 油 泵 , 并 对 进 口 管 线 做 了 相 应 的 切 换 。 2 　 实 验 过 程 及 有 关 的 计 算 2 . 1 　 普 通 垂 直 折 流 板 热 水 以 5 . 4 6 m 3 / h 恒 定 流 量 走 管 程 , 冷 水 走 壳 程 , 改 变 流 量 。 热 水 物 性 : 定 性 温 度 7 0 ℃ ; 　 ρ = 9 7 7 . 8 k g / m 3 ; 　 C p = 4 . 1 7 8 k J / ( k g · K ) ; λ = 6 6 . 7 6 × 1 0 - 2 W / ( m · K ) ; 　 μ = 0 . 4 0 6 1 × 1 0 - 3 P a · s ; 　 P r = 2 . 5 4 。 管 程 雷 诺 数 的 计 算 : 　 　 R e = d u ρ μ = 4 × 9 7 7 . 8 × 1 0 3 × 5 . 4 6 π × 5 × 3 6 0 0 × 0 . 4 0 6 1 × 0 . 0 1 5 = 6 2 0 2 6 管 程 对 流 传 热 系 数 的 计 算 : α i = 0 . 0 2 3 λ d i R e 0 . 8 P r 0 . 3 = 0 . 0 2 3 × 6 6 . 7 6 × 1 0 - 2 0 . 0 1 5 ( 6 2 0 2 6 ) 0 . 8 ( 2 . 5 4 ) 0 . 3 = 9 2 3 9 . 8 W / ( m 2 · K ) 冷 水 物 性 : 定 性 温 度 3 0 ℃ ; 　 ρ = 9 9 5 . 7 k g / m 3 ; 　 C p = = 4 . 1 7 4 k J / ( k g · K ) ; λ = 6 1 . 7 6 × 1 0 - 2 W / ( m · K ) ; 　 μ = 0 . 8 0 0 7 × 1 0 - 3 P a · s ; 　 P r = 5 . 4 2 。 壳 程 水 进 、 出 口 R e 及 H f 的 计 算 收 稿 日 期 : 1 9 9 8 - 0 4 - 0 1 第 一 作 者 : 男 , 4 1 岁 , 硕 士 , 副 教 授 。 © 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
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　 　 　 　 R e 1 = d 1 u 1 ρ μ = 0 . 0 5 4 × 9 9 5 . 1 0 . 8 0 0 7 × 1 0 - 3 u 1 = 6 7 1 5 1 u 1 　 　 R e 2 = d 2 u 2 ρ μ = 0 . 0 6 5 × 9 9 5 . 7 0 . 8 0 0 7 × 1 0 - 3 u 2 = 8 0 8 3 0 u 2 　 　 h f 1 = λ 1 × 2 . 7 0 . 0 5 4 × u 2 1 2 × 9 9 5 . 7 = 2 4 8 9 2 . 5 λ 1 u 2 1 　 　 h f 2 = λ 2 × 3 . 7 0 . 0 6 5 × u 2 2 2 × 9 9 5 . 7 = 2 8 3 3 9 λ 1 u 2 2 　 　 ε / d 取 0 . 0 0 4 , λ 由 摩 擦 系 数 图 查 取 。 热 负 荷 计 算 公 式 　 　 Q = V 3 6 0 0 ρ C p Δ t 传 热 系 数 的 计 算 　 　 K = Q / A Δ t m 　 ( A = 0 . 9 m 2 ) 壳 程 对 流 传 热 系 数 的 计 算 　 1 K ≈ 1 α 0 + 1 α i 2 . 2 　 螺 旋 折 流 板 更 换 管 束 , 由 螺 旋 折 流 板 管 束 换 下 普 通 垂 直 折 流 板 管 束 , 保 持 壳 程 内 热 水 流 动 状 况 及 物 性 基 本 不 变 的 情 况 下 进 行 对 比 实 验 。 实 验 结 果 见 图 1 、 2 、 3 。 图 1 　 水 2 水 系 统 α 0 2 Δ Ρ 管 束 关 系 　 　 　 　 　 　 图 2 　 水 2 水 系 统 Δ Ρ 管 束 2 υ 关 系 3 　 结 果 分 析 与 讨 论 螺 旋 折 流 板 换 热 器 是 一 种 新 型 换 热 设 备 , 它 的 结 构 特 点 是 壳 程 采 用 螺 旋 折 流 板 , 以 使 壳 程 流 体 沿 螺 旋 通 道 流 动 , 与 传 统 的 垂 直 折 流 板 换 热 器 相 比 , 不 仅 可 以 大 大 降 低 壳 程 压 降 , 还 可 以 消 除 流 动 “ 死 区 ” , 从 而 提 高 了 有 效 传 热 面 积 , 见 图 4 。 图 3 　 水 2 水 系 统 α 0 2 υ 关 系 　 　 　 　 　 　 图 4 　 壳 程 流 体 流 动 示 意 图 7 3 第 3 期 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 张 克 铮 等 . 螺 旋 折 流 板 换 热 器 的 开 发 与 研 究 ( Ⅱ ) © 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
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