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螺旋折流板换热器壳程传热性能的研究点击：1983 日期：[ 2014-04-26 22:06:33 ] |
| 螺旋折流板换热器壳程传热性能的研究 王安军 高磊 江凡 (辽宁石油化工大学，辽宁抚顺113001) 摘要：主要对l8。，25。，30。螺旋角的螺旋折流板换热器壳程传热性能进行了测定与研究，同时又进行了l8。，25。，30。螺旋角的螺旋折流板换热器与传统的弓形折流板换热器壳程传热性能的比较。即从试验中得出了螺旋角为30。的螺旋折流板换热器的传热效率最高，又得出18。，25。，30。不同螺旋角度的螺旋折流板换热器的壳程传热效率都比传统的弓形折流板换热器壳程传热效率高。 关键词：螺旋折流板；弓形折流板；螺旋角；传热效率 中图分类号：TQ051．5 文献标识码：A 文章编号：1001—4837(2007)09—0001—03 1 概述 冷换设备是炼油、化工、电力等行业工艺流程中的主要设备，据统计，在炼油厂冷换设备约占全部设备的40％。它既是工艺流程中的主要设备，又是企业减少能耗、降低成本的主要手段，因此冷换设备技术水平是炼油厂先进程度的主要标志之一。我国现在大多数的冷换设备，其壳程介质的流动几乎还是传统的弓型折流板z字型流动方式，使得冷换设备总传热系数K值一直停滞在较低状态，而到了2O世纪90年代初，一种新型冷换设备——螺旋折流板换热器开始应用于工业领域，其壳程介质的流动呈“螺旋线”型流动方式，导致折流板形状发生了很大的变化，折流板为伞形，每块折流板与壳体轴线呈一定的夹角，相邻的折流板在周边“首尾”相接，每四片就构成一个外圆周连续的螺旋线，减小了壳程侧的滞流区和死区，因此减少污垢沉积，从而改变了壳程流体的流动状态且扩大了换热面积，达到提高传热效率的目的。又由于这种独特壳层介质的流动方式，使壳程压力降明显降低，使得换热器具有良好的抗振性，降低了管束由于振动而产生的损伤，提高换热器的使用寿命。具体结构如图1，2所示。 2 试验 2．1 试验主要设备,TL仪器 本次试验采用壳体为：Φ250mm(内径)X 3 m，3台换热器的管束均为两管程。管子规格：Φ25mm X 0．5mm X 250mm X 40根，管子排列方式为斜45。。试验在冷换设备综合测试试验台上进行，主要测试仪表、设备为： 测温：数字温度计，分度为O．O1℃； 量程：温度测量范围为0—50℃和0—100℃； 测压：压力表和压差计； 流量计：LzB-5O转子流量计与IzJ一100转子 流量计并接，量程为1～50 m3／h；： 试验设计：管程流体介质为水，初定流量值为22 m3／h；壳程流体介质为油，流量为22 m3／h；管程流量不变，壳程油流量按2 m3／h递增。测试壳程油 流量与总传热系数的变化关系。 2．2 试验流程 本装置主要包括两个回路、三个组成部分。两个回路：冷回路和热回路，即换热系统的管程和壳程。管程为介质水，壳程为介质油，测试水油之间的换热效率。三个组成部分包括：(1)冷水的小储罐和冷水的大储罐(这样便于水量的流动平衡稳定)；(2)热油的储罐及加热部分；(3)循环动力系统。试验流程如图3所示。 2．3 传热性能测试结果 2．3．1 测试数据 测试结果如表1—4所示。 3 试验结论 (1)在同一油流量的条件下，螺旋折流板换热器比弓型折流板换热器的壳程传热效率高，并且随着油流量的增加，螺旋折流板换热器壳程传热效率提高得越明显(见图1)。例如，以螺旋角度为18o的螺旋折流板换热器和弓型折流板换热器的最后一组试验数据进行对比可得，螺旋折流板换热器的壳程传热效率比弓形折流板壳程的传热效率提高了30．69％，可见，螺旋折流板换热器比弓形折流板换热器壳程换热效率高。 (2)螺旋折流板换热器随着螺旋角度的增大，螺旋折流板换热器壳程传热系数越大(见图1)。例如，以螺旋角为30。的螺旋折流板换热器和螺旋角为25。的螺旋折流板换热器的最后一组试验数据进行对比可得，螺旋角为30。的螺旋折流板换热器比螺旋角为25。的螺旋折流板换热器壳程传热效率提高了17．6％，螺旋角度大的螺旋折流板换热器壳程换热效率高。 参考文献： [1] 刘巍．冷换设备工艺计算手册[M]．北京：中国石化出版社，2003． [2] 王秋旺．螺旋折流板壳式换热器壳程传热强化研究进展[J]．西安交通大学学报，2004，38(9)：881—885． [3] 宋小平．提高管壳式换热器效率的研究[J]．中国石油化工，2005，146—148． [4] 王素华．螺旋折流板换热器流动性研究[J]．石油化工高等学校学报，2001，14(3)：64—67． [5] 张少维．结构和操作参数对螺旋折流板换热器性能影响[J]．石油化工设备，2004，33(5)：17—20． [6] [德1w．瓦格纳，A．克鲁泽．水和蒸汽的性质EM]．北京：科学出版社，2003． |
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