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新型內翅式氮氣換熱器對流換熱性能研究
文章發表時間:2019年6月5日

    過實驗的方法研究了一種新型內翅式氮氣換熱器的對流換熱和阻力特性,建立了所測Re范圍內對流換熱和阻力實驗關聯式,并且在相同質量流量、相同泵功率、相同阻力降的條件下比較了該翅片管與普通光管之間的傳熱效果.與類似的波紋管的換熱效果進行了比較,結果表明,新型內翅式氮氣換熱器具有較好的換熱效果,特別是在較低Re條件下,效果更加明顯.
    關鍵詞:氮氣換熱器;強化傳熱;Re;阻力特性
  對流換熱及其強化傳熱一直是人們研究的重要課題[1].強化傳熱研究在化工系統制冷空調工程及食品工程中具有重要的實際意義.石化和化工系統中存在大量的處理氣體換熱的工況,由于氣體換熱效率低,導致換熱器體積過于龐大,從而大大增加了企業負擔,也嚴重制約著大處理量工況時設備一體化的要求,因此,石化和化工系統中研究強化傳熱,可以大大減小設備體積,具有重要的理論和實際意義.本文研究了一種波紋形內翅片高效換熱管,具有較大的翅化比,較高的翅片效率,整個換熱管具有良好的換熱效果
    .1 實驗系統
    整個實驗系統由空氣壓縮機、混合入口段、實驗段、較核段及水系統和數據采集系統組成,如圖1所示.實驗中,為了在不同壓力進行實驗,用空氣壓縮機來取代風機作為空氣動力源,通過混合箱消除由于壓縮機排氣對氣體流速產生的脈動影響,通過調節旁通閥來改變進入翅片管的空氣流量.翅片管入口段采用維多辛斯基曲線喇叭口,空氣經過這種漸縮入口以后速度分布接近均勻.實驗時,在管子軸向15個截面上分別布置熱電偶,每個截面沿周向布置3個熱電偶.在實驗段后設置一個套管換熱器,也采用波紋內翅片換熱管,通過對套管換熱器數據的處理,來較核實驗管測定數據的可信度(二者給熱系數偏差大于10%被視為不可信).
    傳熱實驗采用恒熱流密度的做法,實驗采用電阻絲作為加熱元件,將電阻絲均勻地纏繞在翅片管上,為了盡可能地減少散熱損失,加熱電阻絲外包裹石棉和海綿,實驗加熱兩端均裝有絕熱良好的絕緣木來減少軸端熱損失,在出口處加設輔助微調加熱器來補償出口端導熱損失.
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