多个连续螺旋折流板对换热器传热性能的影响

张留山，徐建民，张典中

（武汉工程大学机电工程学院，湖北 武汉 430205）

摘 要：为了研究连续螺旋折流板的数量对换热器性能的影响，采用数值模拟分析的方法，研究了连续螺旋折流板换热器分别在1、2、3个连续螺旋折流板下的传热性能。研究表明，随着连续螺旋折流板数量的增多，换热器的壳程压降逐渐增大;连续螺旋折流板数量为2和3时的壳程对流传热系数相等，且高于数量为1时的壳程对流传热系数;换热器的综合传热性能先增强后迅速减弱，连续螺旋折流板数量为2时的综合传热性能最好，数量为1时的综合传热性能次之，数量为3时的综合传热性能最差。

关键词∶连续螺旋折流板;传热性能;数值模拟

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管壳式换热器是最主要的换热装置，它具有可靠性高、构造简单、通用性强和建造成本低的优势，因而被广泛应用于化工、石油、制冷和余热回收等领域。为了提高管壳式换热器的传热性能，各种强化传热技术层出不穷。在壳程强化传热技术中，研究者不断提出新型的折流板结构。其中，连续螺旋折流板与传统的弓形折流板相比，优势显著，其不仅能增加壳程流体的湍流强度，还有更低的壳程压降，综合传热性能更好。

研究者对带螺旋折流板的管壳式换热器的传热性能进行了大量的研究工作。Cao等研究了连续螺旋(CH)、不同轴向重叠比的象限螺旋(QH)和新型六分搭接螺旋(SH)折流板换热器的流体流动和换热性能。结果表明：SH方案比CH和QH方案具有更好的热水力性能；在低雷诺数下，SH和QH方案的熵产最小。石文吴等『采用数值模拟的方法，分析了六分搭接螺旋折流板换热器螺旋角、搭接量、流量对换热器性能的影响及其变化规律，结果表明：壳程传热系数随流量增大而增大，随螺旋角增大而减小，随搭接量增大而增大；流量增大，壳程压降也增大；螺旋角增大，壳程压降减小；搭接量增大，壳程压降增大。Ramin等采用数值模拟研究了螺旋折流板管壳式换热器的热工性能。结果表明：随着质量流量和折流板节距的增大，压降和换热系数增大；随螺旋角的增大，压降和换热系数减小。

通过对以上研究进展的分析，本文通过Fluent流体仿真软件,研究了连续螺旋折流板换热器分别在1、2.3个连续螺旋折流板下的传热性能。对进一步提高连续螺旋折流板换热器的传热性能具有重要的意义。

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