等流速法在板式換熱器傳熱試驗(yàn)中的應(yīng)用.docx

1、第21卷第3期1260-2001年6月動(dòng)力工程POWERENGINEERINGVol.21No.3June2001文章編號(hào):1000-6761(200103-12G0-03等流速法在板式換熱器傳熱試驗(yàn)中的應(yīng)用歐陽新萍吳國妹2.劉寶興I1.上淳理工大學(xué)，上*2（X）1103；2.上虜工業(yè)鍋爐砰究所，上海200126）摘萋：在橫熱器的傳姊，性能試哇中.寸成缺熱系數(shù)的洌宣是一個(gè)重要的組成奇分，葉于板式樓境耳而玄，用等宜諾敷法來獲將*時(shí)流挨執(zhí)系敦是比貌合適的一種方法，但時(shí)試驗(yàn)過程的控制賣求比較高-丈中期述了一種修正的等雷諾做方法等洵速法.它使試瞼過程的校制十分方位.通過實(shí)例，介紹了該方法的具體應(yīng)用。衰

2、2冬4關(guān)詞：等流速法；板式換熱器：傳熱試驗(yàn)中圖分類號(hào)：TK172文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A；（）PrT*以/）如(5)0引言在換熱器的傳熱性能試驗(yàn)中.除廠要測(cè)定換熱器的傳熱系數(shù)及流動(dòng)阻力以外，在任還要進(jìn)一步得到換熱系數(shù)及其計(jì)算式.換焜系數(shù)的測(cè)定方法有很多種如壁面溫度測(cè)定法、分離法、等宙諾數(shù)法、瞬態(tài)法等。對(duì)于穩(wěn)態(tài)的板式換熱器試驗(yàn)而言,直接測(cè)髭板片溫度比較困誰，不宜采用壁面溫度測(cè)定法。分離法則要求換熱面兩側(cè)流體的時(shí)流挨熱系數(shù)相差較大，而板式換熱器往往應(yīng)用于液-液、液-兼汽凝結(jié)之間的換交換兩側(cè)換熱系數(shù)相差不大，故也不宜采用分離法等雷諾故法要求換熄面兩側(cè)流體通道兒何相似，試弟中兩側(cè)流體的雷諾數(shù)相等。板式換熱器換熱

3、面兩側(cè)流體通道的結(jié)構(gòu)相同.滿足等雷諾數(shù)法的基本應(yīng)用條件，因而等雷諾數(shù)法是板式換熱器傳熱試驗(yàn)比墳適合的的方法。但通過實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)：要保持2種參與換熱流體的雷諾數(shù)相等,需根據(jù)2種流體的溫度數(shù)值（確定物性）來調(diào)檸2種流體的流速.而流速的調(diào)節(jié)又會(huì)引起溫度的變化,故一個(gè)試驗(yàn)工況需作反復(fù)調(diào)整，比較麻煩.為此,我們對(duì)等雷諾數(shù)法作了修正，修正后的方法我們稱為等流速法、等流速法與等雷諾數(shù)法相比更加實(shí)用、1等流速法在板式換熱器傳熱試驗(yàn)中的應(yīng)用原理對(duì)于具有冷、熱通道幾何結(jié)構(gòu)相同的板式換熱器，如果冷、熱流體的流動(dòng)雷諾數(shù)范圍相同.則冷、熱流體的對(duì)流換熱系數(shù)可用相似的準(zhǔn)則方程式描述：Nu=CRePrnJ,n-4*2)%=

4、CReTPrf，ia2/d)（3）傳熱熱阻方程為：11.1反=商+兀+福(4)如果傳熱在等雷諾數(shù)條件下進(jìn)行,即：火門=g=Re,則根據(jù)（2）式、式、（4）式可得：（出=（L/K）!（弘）以上是等雷諾數(shù)方法，我們對(duì)此作-下改進(jìn)。由于Re=VdM使傳熱在等淹速下進(jìn)行，即：叭=V_=V則由2）式、（3）式、（4）式可得：CV=1(力心)收USHi3000-05-09作者M(jìn)介，歐陽新岸。964.剪，上海理L大學(xué)工程師,：Ii1(6)1261.動(dòng)力工程令式（6）等號(hào)右邊部分以P表示,然后再在等號(hào)兩邊取對(duì)數(shù)，可得下式：InP=InC4-）（T；-T：）（9）取位=（。+。）/2.用下式計(jì)算傳熱系數(shù)：K=Q

5、/（AXT”。）（10）式中，溫差修正系數(shù)。的查取可參考文獻(xiàn)口、2如果試驗(yàn)的板片數(shù)較少，則還應(yīng)考慮溫差的端部效應(yīng)。因?yàn)橹虚g通道的流體與兩側(cè)板片進(jìn)行熱交換，而最邊上2個(gè)通道的流體只與一側(cè)板片進(jìn)行熱交換因此邊上通道流體的溫度變化.與中間通道流體的溫度變化不同，此即端部效應(yīng)。有關(guān)端部效應(yīng)對(duì)溫差的影響可參考文獻(xiàn)3、等流速法的應(yīng)用前提條件也是要求冷、熱流體通道的幾何結(jié)構(gòu)相似，盡管靜態(tài)的板式換熱器冷、熱通道的幾何結(jié)構(gòu)相似,但流體運(yùn)行以后，如果冷、熱流體的壓力不同，有些型號(hào)的板式換熱器板片會(huì)有一些變形（這種微小變形是許可的），從表1BR1型板片及試件參數(shù)而會(huì)造成冷、熱通道兒何結(jié)構(gòu)的不相似-因此任試驗(yàn)過程當(dāng)中

6、，應(yīng)該保持冷、熱通道流體的莊力基本相等這可由換熱器流體進(jìn)、出口處的閥門來調(diào)外型尺寸J8)653XP3mm|單片有效而枳0.1m;試件板片散試件流程1，3)/3試件傳熱面秋ii.5-板片呼度s0.6imm板間距年3.mm)6.Jimm甫孔苴徑50(mm)波紋角度1址3.Ihmm波紋間距11mm)波紋型狀入字型阪片材料不銹鋼流道截面枳，三流道i0.uO47：IS.：-?43.9，)45.M12.50熱水出口iB度cc39.304CLS,3、713K4042-8540.7u冷水進(jìn)口溫度28.nu3項(xiàng)n.11ii.4；3：，.503R.叫36.95冷水出口溫度rc40.On3&時(shí)；036.曾36-75

7、41.1038.8。熱水流量（kg/。0.307C57;-i；E：70L2241.3661-S28冷水流量（kg/m0.3150,趴!:.KSv1.相？1.264.3881.512熱水0.211C.3心c.5S10.733).8410.9391-050冷水流速（m/s）0.216:.0.1KJ0.0.8670.9521.037彷水故熱量w）15421129*1618915753178871225911480冷水吸熱量157821印、1G11116541171461274611676熱平街誤差-2.31-3.112.141.274.23-J.A9-1.69平均混強(qiáng)C）11.927.U：6.站6.

8、6.0?.93a.725傳熱系敬（W/268S33：廣179SR64276279冷水流動(dòng)阻力（PdJ58871741157*?360O9138。107324試驗(yàn)數(shù)據(jù)一如表2所示。根據(jù)表2中的數(shù)據(jù).采用等流速法，得到該板式換熱器的對(duì)流換熱系數(shù)準(zhǔn)則方程式：節(jié),通過壓力表監(jiān)視。Nu=0.137叩廣(1)1262動(dòng)力工程第2】卷式中，當(dāng)流體被加熱，n=0.4,當(dāng)流體被冷卻，n=3。該準(zhǔn)則式的應(yīng)用范圍：庇=10OO-2OOn流體的運(yùn)動(dòng)粘度一。流體的對(duì)流狹熱系數(shù)0溫差修正系數(shù)Pr一霄朗特?cái)?shù)參考文獻(xiàn)：1王中鐘，史美中.熱交換器原理與設(shè)計(jì)M.東幽大學(xué)出版社、1988.2尾花英朗（日本）著.徐中權(quán)*.熱交換器設(shè)

9、計(jì)手班LM.短加工出版社.1987.3蘭州石油機(jī)械研究所.挨轉(zhuǎn)器M.煌加工出版社）988.4周H冠.原理及計(jì)算M.清華大學(xué)出版社a987.EqualVelocityMethodandItsApplicationinHeatTransferPerformanceTestofPlateHeatExchangersOUYANGXin-ping1,WUGuao-mei2,LIUBao-xing(ShanghaiUniv,ofScienceandTechnologyShanghai200093China；2.ShanghaiIndustrialBoilerResearchInstitute,Shangh

10、ai200126.China)Abstract:Thedeterminationofconvectionheatexchangefactorsconstitutesamajorelementintheheattransferperformancetestofbeatexchangers.Sofarasplateheatexchangersareconcerned.E-qualReynoldsNumberMethodcanbeconsideredasafairlyappropriateone.However,thereisalittledifficultyintheapplicationofth

11、eMethod.ThepresentpaperdescribesamodifiedMethod-EqualVelocityMethod.ThecontroloftestprocessismoreconveniencewiththemodifiedMethod.DetailedusesofthemodifiedMethodareintroducedthroughaninstance.Tables2andrefs4.Keywords：equalvelocitymethod:plateheatexchanger；heattransfertest(上接第1223頁)theflowprofile*(he

12、Bolzman-hkekinetictheorywasusedtodescribethehydrodynamicbehaviorofpaniclesinCFBTheeffectsofsuperficialga、velocityandsolidmassfluxesonthelocalheattransferbetweengasandsolidwerediscussedfordifferentconditions.Thenumericalresultsshowthatthegas-solidbeattransfercoefficientrapidlydecreaseswithanincreaseindistancealongtheaxis.Theparticleclustershavegreatinflu