<table id="p9d98"></table>

  1. <nav id="p9d98"><code id="p9d98"><blockquote id="p9d98"></blockquote></code></nav>

        您現在的位置:網站首頁 > 新聞中心 > 人才招聘
        —— 服務至上 溫暖至上 ——
        新聞中心

        質量信譽保證單位

        QUALITY CREDIT GUARANTEE UNIT

        企業新聞
        釘頭管自支承換熱器殼程冷凝傳熱的試驗研究
        2016-06-20

        摘要:采用自行設計的試驗裝置和流程,對3種不同釘頭間距的釘頭管-光管混合管束和純光 管管束換熱器進行了冷凝試驗對比研究。研究結果表明:(1)釘頭管-光管混合管束換熱器中,釘 頭不僅能起到強化傳熱的作用,而且每個釘頭都對管束起到支承作用,使管子受力均勻,大大減 小因管子振動磨損而造成破壞的可能性;(2)釘頭管釘頭縱向間距對換熱性能有很大影響,在縱 向間距S=20、35、50mm的3種釘頭管-光管混合管束中,S=35mm的混合管束冷凝換熱性能最 好,管外膜狀冷凝對流傳熱系數h0比純光管管束平均提高了121%。


          關鍵詞 釘頭管自支承式換熱器 殼程 冷凝傳熱 試驗研究


          引 言

          蒸汽凝結傳熱是化工、發電、動力等工業領域 中廣泛遇到的有相變的傳熱過程,在這些工業領域 中,通過采用強化換熱技術,開發新工藝、新技術 獲得緊湊、可靠、高效的冷凝設備來提高冷凝器換 熱的效率,從而滿足工業效率日益提高的要求。因 此,開發和研制冷凝器的核心元件———傳熱管就成 為傳熱和熱工行業技術人員的主要目標之一。

          目前,正在研究和使用較多的強化傳熱管主要 有各種異型管,包括肋管、螺旋槽管、橫紋管、縱 槽管和針翅管等。這些管子基本上都是通過改變換 熱管外表面結構實現管殼程強化傳熱的,它們雖然 都具有強化傳熱效果,但是由于加工工藝復雜,并 且容易引起管束振動,不利于設備安全運行。

        集合以上管子的優點,文獻[1]中提出一種 新型管束自支承結構———釘頭管-光管混合管束自 支承結構。該結構將太陽棒針翅管與光管管束有機 地結合在一起。從理論的角度分析,一方面這種釘 頭管-光管混合管束結構具有太陽棒針翅管的強化 傳熱效果,即能夠實現殼程強化冷凝傳熱作用;另 一方面由于釘頭的存在,在管子之間起到相互支承 的作用,減少管束振動,也省卻了折流支承擋板, 有利于設備的安全運行。從設備加工角度來分析, 這種混合管束相對純太陽棒針翅管束而言,加工更 加容易,而且在成本上更加經濟。現在這種設備正廣泛應用在廣東的中小型企業,工業效率得到很大 的提高。

          試驗裝置和方案

          試驗使用的是管殼式冷凝換熱器,管程為冷卻 水,殼程為飽和水蒸氣,試驗流程如圖1所示。


          管束由光管和釘頭管組成混合管束,其中6根 是光管,4根是釘頭管。為了對比各種混合管束的 冷凝強化傳熱性能,就純光管管束和3種不同釘頭 縱向間距的釘頭管-光管混合管束進行了冷卻水-飽 和水蒸氣冷凝傳熱試驗,2種管束的基管尺寸都是 φ19mm×2mm,有效長度均為2m,混合管束具 體的排列方式如圖2所示。

        為比較各種釘頭管結構參數下混合管束的冷凝 性能,根據正交設計原則[2],設計了以釘頭直徑、 釘頭長度、釘頭環向密度、釘頭縱向間距和釘頭排列方式為變量的試驗方案。其中釘頭排列方式有順 排和錯排2種方式,其余4個變量通過正交設計法 可以選擇三水平四因素設計9組試驗。


          筆者的試驗暫且只研究釘頭縱向間距對釘頭管 -光管混合管束傳熱性能的影響,因此只選擇了3 種不同釘頭縱向間距的釘頭管進行研究。釘頭管的 結構參數如表1所示[3-5]。


          光管管束的試驗

          工業上遇到的大多是膜狀冷凝,管徑較小,膜 層通常呈滯流流動,Nusselt水平管外冷凝傳熱系 數為


          工業用冷凝器多半是由水平管束組成,管束中 管子的排列通常有直排和錯排2種。無論哪一種排 列,就第一排管子而言,其冷凝情況與單根水平管 相同。但是,對其他各排管子來說,冷凝情況必受 到其上各排管流下的冷凝液的影響,冷凝液下流時 不可避免地會撞擊和飛濺,使下排液膜擾動增強。 考慮到擾動的影響,將上式改為


        μ———冷凝液的粘度,Pa·s;

        n———管束在垂直方向上的排管數,一般取 平均值;

        ts———蒸汽的飽和溫度,K;

        tw———壁面溫度,K。


          為了檢驗試驗裝置和測量裝置的可靠性,首先 對試驗用的純光管管束進行了殼程冷凝傳熱試驗, 并且和理論計算值進行了比較。根據公式(2)和 公式(3)計算的管外膜狀冷凝傳熱系數和試驗值 的比較如圖3所示。


          試驗值比用Nusselt公式得 到的理論計算值高出6%~15%。由于不凝氣體、 蒸汽過熱、蒸汽流速與流向以及試驗條件難以達到 理想水平等因素的影響,試驗值和理論計算值會有 出入,但是結果是相近的。因此,筆者所用的試驗 裝置得到的試驗數據是可信的。


          3種混合管束和純光管管束的試驗


          在試驗中,采用了不同釘頭間距的3種釘頭管 -光管混合管束和純光管管束進行對比,通過比較 得出釘頭間距對傳熱效果的影響,同時為了便于比 較結果,將電熱鍋爐蒸汽的壓力穩定在0·35MPa, 以保證冷凝器的蒸汽進口溫度能夠穩定在102℃左 右,試驗結果如圖4所示。


          對不同釘頭間距的3種釘頭管-光管混合管束 和純光管管束試驗結果做對比可以明顯看出,釘頭 管-光管混合管束冷凝換熱器具有較強的冷凝傳熱 效果。通過對S=20、35、50mm以及純光管管束的試驗比較,所有的釘頭管-光管混合管束的殼程 的冷凝效果均比純光管管束要強,其中S=35mm 的混合管束冷凝效果最好,殼程的h0比純光管管 束平均提升了121%,是試驗中的最優混合管束; S=20mm的h0比純光管管束平均提升了103%,S =50mm的h0比純光管管束平均提升了82%。現 結合圖5做如下說明。


          圖5中,2、4、7、9管為釘頭管,其余的為 光管。在1、2、3號管上形成的凝液,在釘頭的導 流作用下向下流動。根據圖5中的管束排列方式 可以將管束分為3個系統,1、4、8號管為1個系 統;2、5、6、9號管為1個系統;3、7、10號管 為1個系統。1號管的凝液經過4號管后從8號管 上流下;2號管的凝液經過5、6號管后從9號管 流下;3號管凝液經過7號管后從10號管流下 在凝液比較集中的4、7號管上可以明顯地發現有 沖刷作用和二次渦流形成。

        冷凝液膜為膜狀冷凝的主要熱阻,設法減薄其 厚度是強化傳熱的關鍵。從試驗裝置的窺孔中發現 在光管上很少有凝液滴落,大部分凝液都被釘頭管 上的釘頭引走。在釘頭管上部的非積液區,釘頭根 部的凝液在經過釘頭時會發生邊界層分離,使得液 膜還未發展完全便遭到破壞,凝液從釘頭管上滴落 沒有滴落的凝液在越過釘頭后會和原來的凝液發生 碰撞,產生二次流(渦流)。在釘頭管的積液區 凝液流過釘頭時也會產生邊界層的分離及二次流 (渦流),從而減薄了液膜厚度,使得這一部分的傳 熱量大大高于純粹依靠液膜導熱而傳遞的熱量。


          結 論

          (1)隨著釘頭縱向密度的增加,混合管束的冷凝換熱能力呈現出二次曲線的特征。在試驗中, S=35mm的混合管束殼程冷凝換熱能力是最優的, S=20和50mm的混合管束的殼程換熱能力比S= 35mm的低。

          (2)在釘頭管-光管混合管束換熱器中,釘頭 不僅能夠起到強化傳熱的作用,而且釘頭管各截面 的每個釘頭都對管束起到了支承作用,各釘頭均勻 地分布在整段管子的長度上,使得管子各段受力均 勻,從而大大減小由于振動磨損而造成管子破壞的 可能性。

          (3)殼程冷凝強化的主要方法就是改變并強 化凝液的流動狀態。試驗中,由于凝液在沒有外界 條件的影響下其流動狀態是層流,而層流的傳熱效 果相對較差,所以通過在光管表面焊接釘頭來改變 凝液的流動狀態,從而達到強化冷凝傳熱的效果。 釘頭的存在,一方面可以產生表面張力,對凝液的 流動起到拉扯的作用,促進凝液的流動;另一方面 可以增加管的傳熱面積,從而強化冷凝傳熱。對于 管束來說,釘頭還可以對凝液起到導流的作用,加 速凝液的流動,從而改變凝液的流動狀態,同時還 減薄了液膜的厚度,對凝結換熱起到強化的作用。


        免费真实处破女系列,国产免费破外女真实出血视频,性欧美13处14处破在线观看99精品全国免费观看视频,欧美日韩一区二区三区自拍,黑人粗硬进入过程视频,国产成人欧美视频在线观看