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《螺纹槽管错排管束的传热特性及流动阻力特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第21卷第4期热能动力工程Vol.21,No.42006年7月JOURNALOFENGINEERINGFORTHERMALENERGYANDPOWERJuly,2006文章编号:1001-2060(2006)04-0358-04螺纹槽管错排管束的传热特性及流动阻力特性研究安越里,赵 丽,黄新元(山东大学能源与动力工程学院,山东济南250061)摘 要:螺纹槽管作为一种有效的强化传热元件被广泛使究,得到一些对螺纹槽管应用有指导意义的结论。用。以试验为基础,首先对螺纹槽管单管的换热特性及流动阻力特性进行了研究,得出了换热特性及流动阻力特性的无2 实验装置及测试方法量纲关
2、系式,然后以现在电厂空气预热器上最常用规格的螺纹槽管制作试验管束,管内为高温空气,管外为低温空气横图1为实验装置系统图,本实验为气—气换热向冲刷管束,改变错列管束的横向管节距及纵向管节距,从实验。室外的常温空气由风机引入风道,一部分空而得到各个管束的努谢尔特数以及欧拉数与各个因素的无量纲关系式,通过分析可得到横向管节距及纵向管节距对换气经蒸汽加热器,加热至110℃左右后通过热风道热特性及流动阻力特性的影响趋势。根据结论,得到较合理到达试验段,在螺纹槽管管内流动,换热后直接排入的管束的横向管节距(S1=66mm)和纵向管节距(S2=大气,其流量可由热风风量调节挡板控制
3、。另一部48mm),为螺纹槽管在空气预热器中的应用提供设计依据,分空气通过冷风道到达试验段,横向冲刷螺纹槽管以达到最佳的换热特性和阻力特性的综合效果。管束,换热后直接排入大气,其流量可由冷风风量调关键词:螺纹槽管;错列管束;努谢尔特数;欧拉数节挡板控制。同时,实验系统还设有旁路风道,由旁中图分类号:TK172文献标识码:A路风量调节挡板可以调节进入系统的总风量。测点安排如图1所示,分别在热风和冷风的入口和出口1 引 言处,主要测取热风、冷风的进出口温度、动压及静压差。进出口空气温度值由精确度为0.1℃的水银温近年来,随着市场经济的发展,换热设备迫切需度计测得,压力由
4、标准皮托管配电子微压计测得。要节约能源、节省材料和降低成本的优化设计,因此强化传热技术受到了国内外的广泛重视。螺纹槽管是一种有效的强化换热管型,由于螺纹槽管的粗糙表面,可以有效地防止烟气在管内积灰而造成换热能力的下降,可以提高壁温以避免低温腐蚀,与光管相比还可以提高换热器的紧凑性,因此螺纹槽管已经应用于多种换热设备,如空气预热器、高压加热器、省煤器和冷凝器等。从现有的研究来看,大多是围绕着螺纹槽管单图1 实验装置系统图管的换热特性以及流动阻力特性进行的,而有关螺纹槽管管束的换热特性以及管外的流动阻力特性的图2为实验所用螺纹槽管示意图。本实验所采研究还不多见,因此换热
5、器的设计只能依据单管的用的螺纹槽管为目前电厂中管式空气预热器常用的一些参数以及一些经验进行,实际应用没有一定的Φ40×1.5mm碳钢焊缝管,节距P=17.5mm,槽深h理论研究做基础。=2.0mm,长度L=300mm。图3为实验段结构图,本文就是根据电厂的实际应用,对现在使用的沿着管外冷风流动方向为7排管,经标定第四列中间螺纹槽管进行管束的换热及管外流动阻力特性研管子的进出口空气流速和温度与各个管子的平均流收稿日期:2005-12-05; 修订日期:2006-03-14作者简介:安越里(1980-),女,山东德州人,山东大学硕士研究生.第4期安越里,等:螺纹槽管错排
6、管束的传热特性及流动阻力特性研究·359·速和温度相差很小,为简化实验过程,故取中间管子使用套管技术,即在试验管外使用套管,试验管内为的流速和温度用以代替整个管箱的平均流速和温度。高温气体,试验管和套管之间为冷却水,采用逆流方为了方便实验中频繁的更换试材,实验段箱壁采用可式。利用试验数据回归得到管内对流换热努谢尔特拆卸式隔板。隔板采用中密度板,既能承受管束的重数Nu与雷诺数Re的关系式:0.74650.333量又便于加工,管子与隔板连接处的缝隙用玻璃胶密Nui=0.0738RePr(1)封以提高测量精度,避免冷热空气掺混。3 实验数据处理3.1 光管管束实验数据处理
7、首先对光管管束进行实验,光管管内对流换热系数由实际应用最广泛的迪图斯-贝尔特(Dittus-图2 实验用螺纹槽管[1]Boelter)关联式求得:0.80.3Nui=0.023ReiPri(2) 利用实验数据回归出错列光管管束管外换热关联式(如图4曲线所示):0.4942Nuo=0.8657Reo(3)34适用范围:Reo=8×10～2×10。图3 实验段结构图本实验的主要目的是讨论横向节距和纵向节距的变化对管束的传热特性及流动阻力特性的影响,因此,实验过程中不改变螺纹槽管的规格,只改变横向节距和纵向节距。本实验采用了8种不同的横向图4 光管管束努谢尔特数节距
