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人字形板式换热器传热和阻力性能的测试
石友妮 冯丽丽 杜小泽
(电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学),北京 102206)
摘 要:实验测试了特定人字形型号板式换热器的传热性能 及阻力特性。工况的稳定是靠改变泵功和阀门的开度来调 节,使热流体进口温度固定在80℃。通过改变热流体流量 改变工况,用热平衡法和换热热阻分别计算了总传热系数 两种结果相对误差在一定范围内。利用Excel软件处理实验 数据,获得热侧传热系数与流速的关系,热侧摩擦系数与雷 诺数的关系,并拟合出它们之间的实验关联式。
关键词:板式换热器;传热;阻力;试验;实验关联式
0 引 言
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金 属片叠装而成的,板片之间布满网状接触点,流体 沿着板间狭小通道流动,其速度大小方向不断改 变,形成强烈的湍流,破坏边界层,减少液膜热 阻,与常规的管壳式换热器相比,在相同的流动阻力和泵功消耗情况下,其传热系数要高很多[1]。 关于板式换热器的研究报道很多。主要研究板 型尺寸对换热性能的影响、在传热实验中对流换热 系数的测定方法及板式换热器的清洗问题。赵镇南 阐明了板式换热器人字波纹通道中的基本流动模式 及波纹倾角对板式换热器性能的重要影响[2]。欧阳 新萍用等雷诺数法和等流速法在传热性能试验中测 定对流换热系数[3-4]。姜守霞利用超声波技术对供 热行业使用的板式换热器板片清洗的实验研究[5]。 针对目前应用前景广泛的人字形波纹板,本文 通过实验测试揭示了板式换热器的传热性能和阻力 特性,以便为改善其性能及确定应用范围提供依据。
1 实验系统与实验方法
1·1 实验系统
实验系统的示意图见图1,主要由4个部分组成:
①蒸汽发生系统:一个电加热蒸汽锅炉(锅 炉加热功率为40kW,压力0·4MP),它是产生蒸 汽的装置,蒸汽参数:0·4MPa,143℃。
②热水系统:由板式换热器(型号: BRS0025)组成,在换热器内,蒸汽与常温的蒸馏 水进行换热,把蒸馏水加热到80℃。
③实验段(水-水换热系统):所研究的板式换热 器(板片为BRS0025的3个板片组成,接口尺寸20 号,DN25),80℃的蒸馏水与常温冷却水进行换热。
④数据采集系统:由Agilent34970A,个人计算 机,稳压电源组成,当实验工况满足稳定的条件时, 开始采集数据。
1·2 实验段
传统的密封式板式换热器结构图如图2所示,
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