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封头对板翅式换热器流动及阻力特性的影响点击：1861 日期：[ 2014-04-26 22:31:56 ] |
| 摘要 研究了不同Re下3种封头结构对板翅式换热器内部物流分配和阻力分布特性的影响。实验结果表明i工业用基本型封头造成板翅式换热器内部物流分配极不均匀，而孔板型封头结构能有效地降低不均匀参数和最大流速比，可极大地改善物流分配的效果，并且随着如的增大效果越明显；还发现物流分配的不均匀性会导致流动阻力分布更加不均匀。综合研究分析可得：封头结构和 e是影响板翅式换热器物流分配和阻力分布特性的重要因素，而错排孔板型封头结构的改善效果最佳。 板翅式换热器具有结构紧凑、传热效率高等特点，与传统的管壳式换热器相比，其传热效率提高20％ ～30％ ，成本可降低50％ ，已被广泛应用于空气分离、石油化工、航空航天、制冷低温等领域。由于在设计、安装、密度波的不稳定性和压降等原因造成流体在其内部分配不均匀，而物流分配的不均匀会引起换热器内局部通道的 e发生变化，进而导致换热器整体效能下降¨卫 ，故研究物流分配不均匀性的影响因素及不同条件下物流分配规律对板翅式换热器优化设计和性能提高具有十分重要的意义。 针对物流分配引起换热器效能的影响因素，文献[3～6]研究发现物流分配的不均匀性主要发生在封头部分，而导流片部分的不均匀性，主要是由封头的来流不均匀所引起的。根据封头结构对物流分配的影响规律，张哲和焦安军等人提出了一些改进型的封头，并进行了大量的实验研究和数值分析 ，笔者在此基础上设计了孔板型封头结构，对比研究了2种改进型的孔板封头和基本封头对换热器内部物流分配及阻力分布的影响。 实验系统及内容 实验系统采用空气作为实验工质，实验系统如图1所示，主要由空气回路系统和数据采集系统组成 J。实验研究的对象是经过模化结构的目前开封空分厂正在使用的板翅式换热器的导流体，导流体结构如文献[4]中图2所示。为了实现对截面小流量和温度的测量，将试件的流动截面划分为3O个小的区域，如文献[4]中图3所示，每个小的区域作为一个通道，可以进行小通道的流量和压差沏l量。 笔者分别对如下3种不同结构的封头进行实验，研究其对换热器内部物流分配及阻力(即压差)分布的影响。 (1)工业上普遍应用的基本封头，其结构尺寸与文献[6]中定义的封头A一致。 (2)改进的孔板型封头，采用在封头内部高度一半的地方加入一不均匀打孔挡板。板上打孔率沿着挡板的中轴线向两侧逐渐增加且成对称分布，孔板上沿中轴线由内向外分别均匀地打小、中、大3种直径的孔。根据所加挡板类型，定义顺排挡板为B型封头，错排挡板为c型封头。孔板型封头结构和孔板结构图如图2a、b、c所示。 |
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