
錯排孔板封頭的研究
在對板翅式換熱器內部物流分配研究的基礎上,研究了錯排孔板型結構封頭對板翅式換熱器出口流動與換熱的影響。通過實驗與工業用基本型封頭對比,結果表明錯排孔板型封頭能夠明顯地換熱器出口截面流量和溫度分布的不均勻性。在Re=2 000時換熱器的出口流量分布不均勻度大幅度地下降;而在數較大情況下,能顯著地溫度分布的不均勻性。
1實驗系統及內容
實驗系統采用空氣作為實驗工質,逆流方式布置。實驗系統如圖1所示,主要由空氣回路系統和數據采集系統組成。實驗研究的對象是經過模化結構的目前開封空分廠正在使用的板翅式換熱器和導流體。為了實現對截面小流量和溫度的測量,將試件的流動截面劃分為30個小的區域,如文獻[3]中所示,每個小區作為一個通道,可以進行小通道的流量和溫度測量。
為實現針對不同封頭的對比實驗,實驗中換熱器主體部分即熱端為安裝固定的基本型封頭,而冷端為可拆裝的不同結構的封頭。文獻[4]根據對基本封頭的計算結果,在封頭內部高度一半的地方加入一塊帶有不均勻孔的擋板,提出了帶孔板的封頭結構。理想情況下,孔的面積和通過孔的流體流速可以達到∫vdA=常數。使得流體在到達封頭出口前,就已經進行均勻分配,從而達到封頭內部物流分配的目的。
中圖分類號:TK 124文獻標識碼:
板翅式換熱器具有結構緊湊、傳熱等特點,與傳統的管殼式換熱器相比,其傳熱效率提高20%_30%,成本可降低50%,現已廣泛應用于空氣分離、石油化工、航空航天等。然而由于板翅式換熱器設計、制造及結構的不合理造成換熱器內部物流分配和溫度分布不均勻,而其又是影響板翅式換熱器換熱效率的主要因素。針對物流分配、溫度分布引起換熱器效能的影響因素,文獻[3]研究發現物流分配的不均勻性主要發生在封頭部分,而導流片部分的不均勻性,主要由封頭的來流不均勻所引起,因而研究封頭結構對板翅式換熱器流動和換熱的影響具有重要意義。
提出和設計了錯排孔板型封頭結構,本文主要研究錯排孔板封頭和工業用基本封頭對換熱器內部物流分配及溫度分布的影響。