螺旋隔板单管换热器性能实验研究

　　中的水在被加热到一定的温度后，经水泵4送入螺旋隔板单管换热器的壳程，与内管中流过的冷却水换热后，返回到热水箱。冷水从冷水箱通过水泵5送入内管，经过与壳程流过的热水换热后排入水沟。

　　冷、热水温度用水银温度计在换热器的进出口处测量。冷、热水流量在进入换热器前通过转子流量计测量。热水箱的水温用恒温控制装置调控温度。

　　将传热管加工成螺旋槽管，螺旋隔板沿管外表面螺旋沟槽缠绕……

　　33实验结果及其分析331管程传热强化实验结果及其分析的传热准数Nu是光滑管的1为了便于在花瓣管上固定螺旋隔板，须加工更深的螺旋沟槽，从而导致管内凸肋高度增大，流体湍动增强，传热系数增加。在实验范围内，五根花瓣管中的3磨传热准数Nu稍高，其他四根传热准数大体相当。由于3着的翅片间距小，为08mm，加工该花瓣管过程中对管内的影响更大。

　　2壳程传热强化实验结果及其分析壳程的传热准数Nu与Re的关系总传热系数与壳程的关系壳程的压降与壳程的关系从中可以看出，换热器壳程的传热准数随Ae增大而增大，在相同的Re值下，花瓣管的传热准数Nu是光滑管的2 ~4倍，原因是花瓣管换热面积增大，且流体与三维翅片作螺旋剪切运动，激发了流体湍动，促进边界层的分离，从而强化传热。

　　壳程Eu与Re的关系从中可以看出，流阻准数随着Re的增加而减少，在同等的Re下，花瓣管壳程的流阻准数是光滑管的14~18倍，原因是当Re增加，流速就增加，压降也增加，但流速平方的增加幅度比压降增力口大，导致流阻准数下降。

　　24换热器的整体性能评价16750范围内，花瓣管的aAP是光滑管的12 4倍，随着Re增大，光滑管的a/AP下降速度比花瓣管快，这说明对比花瓣管，随着Re的增加，光滑管压降增加幅度比传热系数增加更快，也就是说，花瓣管具有好的传热流阻综合性能。

　　此外，还可以看出，花瓣管的传热准数Nu由高到低的顺序为3磨、5磨、4i管、2i管、6i管，这说明在实验范围内，翅间距较小，翅片较高的花瓣管传热系数高。原因是翅间距较小，单位长度的管表面上翅片数量增加，换热面积也就增大，从而强化传热；翅片高度增加，能提高流体迎流面的速度，有效的激发出涡流与湍流，加快边界层的分离，同时还带来总传热面积增加，同样也可以强化传热。

　　从中可以看出，总传热系数随着Re增大而增大，在相同的Re值下，螺旋隔板花瓣管单管换热器的总传热系数是光滑管的16~2倍。原因是螺旋隔板花瓣管单管换热器壳程和管程对流换热系数比光滑管都大，这样总传热系数就比光滑管大。

　　323壳程流体流动阻力实验结果及其分析由热力学第二定律可知，流体在换热设备中换热，必然要有能量的消耗，流体在换热设备中的强制流动也必然存在其能级的降低，这种能级的降低在宏观上表现为动能的损耗，而进行传热与流阻性能优化的主要目的是尽大的可能减少能量的消耗。

　　从中可以看出，压降随着Re的增大而增大，在相同的Re下，花瓣管壳程的压降是光滑管的14~18倍，原因是由于翅片的存在激发了流体湍动的加强和边界的扰动，因而消耗更多的动能。花瓣管壳程的压降由高到低的顺序是35426原因是翅片间距少，单位长度上的翅片数量就多，形体阻力就增加；翅片高度增加，形体阻力同样增加。

　　…A，。T TT传热流阻性能比与壳程Rf，的关系，。

　　4结论实验结果研究表明，在相同的Re下，花瓣管作为传热管时壳程的Nu是光滑管的2~4倍；压降只内，花瓣管的a/AP是光滑管的1 2~14倍，随着Re增大，光滑管的aAP下降速度比花瓣管快，这说明花瓣管具有好的传热流阻综合性能。