多组螺旋叶片折流板换热器性能试验研究

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双螺旋结构螺旋折流板换热器试验研究

ｍｏｅａｐｒａｈｉｇｔｈｕｏＴｈｅｒｓｅｄｐｅｓｒｒｐｐｅｆｒａｃｓｉｈｈｌ－ｉｅｏｅｒｐｏｃｎｏｔｅｐｌｇｆｗ．ｅｈａｔａｆｒａｒｓｕｅｄｏｒｏｍｎｅｎｔｅｓｅｌｓｄｆｔｌｔｎｎｈ
ｎａｒｄｃｈｅｋｇｎｔｏｎｉｔｆｔａｓａｅｐａｅ，ｏｈｏｓａｓｈｈｌｉｏａｄｃｅｕｅｔｅｌａａｅｉｅｊｉｔｏｎｓｏｅｆ－ｈｐｌｔｓｂｔｆｔｅｅｃｕｅｔｅｓｅ１ｓｅｆｗｎｈｐｈｎｈ．ｄｌ
文章编号：１０－０５２０）４０４・４０３９１（０７ｏ・５７０
双螺旋结构螺旋折流板换热器试验研究
高晓东，冯霄（西安交通大学能源与动力工程学院，陕西西安７０４）１０９
摘要：螺旋折流板换热器中壳程的流动方式与单弓形结构下具有很大的差别，在采用扇形板拼接而成的螺旋折流板结
ＥｘｒｍｅａｔｐｅｉｎｔｌＳｕｄｙｏｌｃｌＢａｅａｃｎｇｒｗｉｈＤｏｆＨｅｉａｆｄＨｅｔＥｘｈａｅｔｕｂｌｌｃｌＳｒｔｅｌｅＨｅｉａｔｕｃｕｒ
．
ＧＡＯｉｏｄｎ，ＦＸａ－ｏｇＥＮＧｉｏＸａ
ｈａｘｈｇｒｃｎｓｒｔｄｗｉｉｇｅａｄｄｂｅｈｌｃａｅｓｐｒｔｌｒｔｄｅｘｅｉｎａｌ，ＴｈｅｅｃａｅｔｎｏｔｕｃｅｔｓｎｌＯｕｌｅｉａｂｍｅａａｅｙｗｅｅｓｉｄｅｐｒｍｅｔｙｈｎｌｕｌｅｒｓｔｈｗｈａ，ｅｕｌｓｏｔｔｗｈｅｈｏｍｅｉｍｎｔｅｓｅ１ｓｄｓｗａｅｄｕｄｒｔｅｓｍｅＲｅｎｍｂｒｔｅｐｅｓｒｓｎｔｅｆｗｄｕｉｈｈｌ．ｉｅｉｔｒａｎｅａｕｅ，ｈｒｓｕｅｌｎｈｄｏｄＮｕｎｍｂｒｉｅｓｅｌｓｄｆｔｅｈａｘｈｇｒｗｉｕｅｈｌｃ锄ｅａｅ９．ｒｐａｕｅｎｔｈｌ－ｉｅｏｈｅｔｅｃａｅｔｄｏｂｌｅｉａｂｎｈｎｈｌ９％ａｄ１１ｒｎ４２％

不同螺旋角螺旋折流板换热器传热性能对比实验_王欢

4 结论
( 1) 螺旋折流板换热器的壳程传热系数及壳程压力降的大小与折流板的螺旋角和介质流体流量的大小有直接关系。在相同介质流体流量下, 5 种螺旋折流板换热器的换热性能随螺旋角增加而降低。螺旋折流板换热器压力降的变化则刚好相反。
( 2) 在实验条件下, 单位压降换热系数以 30b螺旋角折流板换热器的数值最大。
流量下, 螺旋角越小的螺旋折流板换热器压力降越大, 即壳程流动阻力越大。 313 单位压降下的总传热系数
在本实验条件下, 随着螺旋角的增大, 螺旋折流板换热器壳程阻力增大, 同时导致传热系数降低。因此在设计螺旋折流板换热器时, 应综合考虑压降和换热效果两方面的影响因素, 以求得最佳值。不同螺旋角度单位压力降下的壳程总传热系数之间的关系, 见图 3。
第 27 卷, 总第 158 期 2009 年 11 月, 第 6 期
5 节能技术6 ENERGY CONSERVAT ION TECHNOLOGY
Vol127, Sum1No1158 Nov12009, No16
不同螺旋角螺旋折流板换热器传热性能对比实验
王欢, 张国福, 宋天民, 张志超, 冯天伟 ( 辽宁石油化工大学, 辽宁抚顺 113001)
关键词: 螺旋角; 螺旋折流板; 传热系数; 换热器中图分类号: TQ02113; TQ05115 文献标识码: A 文章编号: 1002- 6339 ( 2009) 06- 0519- 03
Comparison Experimental Study of Heat Transfer Performance of Heat Exchangers with Different Helical Baffles
doe $ $ 为壳程的当量直径, 其计算公式为

不同螺旋角的螺旋折流板换热器性能试验研究_商丽艳

试验研究不同螺旋角的螺旋折流板换热器性能试验研究商丽艳1,李萍1,陈保东1,潘振1,晏永飞1,郝丹2(1.辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;2.大庆石化公司水气厂,黑龙江大庆163714)摘要:对螺旋角为12b,18b,30b,40b的单螺旋折流板换热器进行传热性能和壳程压力降性能测试,并应用英国传热协会的换热器计算软件对螺旋折流板换热器进行计算,得到了相应结构下的总传热系数和压力降。

然后通过对试验数据的整理分析,并进行曲线回归,得到了壳程对流换热系数和压力降的经验计算公式,该公式可以为螺旋折流板换热器设计计算和数值模拟提供一定的参考价值。

关键词:换热器;螺旋折流板;螺旋角;传热系数;压力降中图分类号:TQ051.5;TQ050.2文献标识码:A文章编号:1001-4837(2008)04-0009-03Study of H eat Transfer Character of Shelf and Tude H eatExchangers w ith D ifferent Spiral BafflesSHANG Li-yan1,LI P ing1,CHEN Bao-dong1,PAN Zhen1,YAN Yong-fe i1,HAO Dan2 (1.Liaoning Sh i h ua U niversity,Fushun113001,China;2.W ater and A ir P lant o fD aqing Petroche m ica l Co m pany,Daqi n g163714,Ch i n a)Abst ract:Perfor m ance test o f heat transfer and pressure drop w as done i n the sp iral baffle heat exchang-ers w ith spiral ang le of12b,18b,30b and40b.Apply i n g a so ft w are of B ritish H eat Transfer A ssoc iation, the value o f heat coe fficient and pressure dr op were obta i n ed.Then through the co llation o f experi m enta l data analysis,and reg ressi o n curves,w e ob tained so m e experience for m u las of shell-side heat transfer coeffic i e nt and pressure drop,these for m u l a s cou l d prov ide w ith so m e reference va l u e for sp iral baffle heat exchanger design and num erica l si m ulati o n.K ey w ords:heat exchanger;sp ira l baffle;spira l ang le;heat transfer coe fficien;t pressure dr op1前言近年来的研究表明,螺旋折流板换热器的螺旋折流板使流体在壳侧呈连续柱塞状螺旋流动[1](即pl u g流),不会出现传统折流板换热器内的流动/死区0,并且由于旋流产生的涡与管束传热界面边界层相互作用,使湍流度大幅度增强,有利于提高壳侧传热膜系数。

螺旋折流板换热器换热强化的数值研究

螺旋折流板换热器换热强化的数值研究文键;杨辉著;杜冬冬;薛玉兰;王萌萌;王斯民【摘要】针对目前常用螺旋折流板换热器壳程的一个螺距主要采用4块折流板结构而严重影响换热器性能的问题,提出了一种旋梯式折面折流板新结构,用来封闭原始折流板之间的三角漏流区,使壳程流体接近连续的螺旋状流动.模拟结果表明:采用旋梯式折面折流板代替原始的扇形折流板后,换热器壳程流体的切向和径向速度大幅提升,轴向速度略有降低;换热器总传热系数增加51.7％～66.1％,壳程压降增加159.8％～186.2％,换热器的热性能因子提高了10.4％～17.0％,平均增加14.1％.采用旋梯式折面折流板能有效提高螺旋折流板的换热性能,且具有定位和安装简单、方便等优点,对于换热器的节能优化设计具有重要的指导意义.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2014(048)009【总页数】6页(P43-48)【关键词】螺旋折流板换热器;节能优化;三角漏流;换热强化【作者】文键;杨辉著;杜冬冬;薛玉兰;王萌萌;王斯民【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安交通大学化学工程与技术学院,710049,西安;西安交通大学化学工程与技术学院,710049,西安【正文语种】中文【中图分类】TK124κ 湍流脉动动能,m2·s-2u 速度,m·s-1Re 雷诺数qs 体积流量,m3·s-1Am 壳程最小流通截面积,m2B 螺距,mmDs 壳体内径,mmDotl 管束直径,mmdt 管子外径,mmtp 管间距,mmLbb 管束与管体的间隙,mmh 传热系数,W·m-2·K-1A 传热面积,m2Δtm 对数平均温差, ℃N 管子数Ls 管子长度,mmts,in、ts,out 壳体进、出口温度, ℃tw 管壁温度, ℃Nu 努赛尔数Δp 压降,kPaf 阻力系数ε 湍流脉动动能耗散率,kg·m-1·s-1cp 比定压热容,kJ·kg-1·K-1μ 动力黏度,m2·s-1ρ 密度,kg·m-3λ 导热系数,W·m-1·K-1β 螺旋角,(°)Φs 换热量,W下标in 进口out 出口s 壳侧t 管侧w 管壁相比于传统的弓形折流板换热器,螺旋折流板换热器具有壳程阻力小、壳程传热系数高以及能有效抑制壳程污垢累积沉淀、防止流体诱导振动、可实现长周期高效率运行等优点,在石油化工等行业广泛应用[1]。

螺旋折流板换热器传热和流动性能分析

94在化工装置中管壳式换热器型式众多，当壳侧流体流量大且压降限制严格时，通常会采用双弓形折流板形式。

但是双弓形折流板在支撑结构和流动方式上存在诸多缺陷：壳侧流动存在冲刷不充分的流动死区、死区内局部换热系数低，壳侧整体换热不均匀，同时死区容易结垢，威胁换热设备的安全运行[1]。

为了提高壳侧单位压降下传热和避免壳侧由于沉积污垢造成的腐蚀泄漏，工业应用中越来越多的采用螺旋折流板代替壳侧弓形折流板，使壳侧在螺旋折流板引导下形成复杂的螺旋流形态，提高管束间的流速、实现壳体横向截面流体充分混合同时壳侧压降不增加，从而达到强化传热的目的[2]。

工程应用中最多采用的为四片式螺旋折流板结构，见图1，螺旋折流板一个螺旋节距的长度上是由四片式扇形板片按一定的安装倾角上、下、左、右交错排列而成，再用定距管将其定位，使其形成螺旋状[3]。

但是四片式螺旋折流板结构为非连续螺旋折流，中间相邻板片间会出现三角形的漏流区，严重削弱了传热能力[4]。

针对四片式螺旋折流板三角区短路漏流的缺点，中国石化工程建设公司联合抚顺化工机械设备制造有限公司和辽宁石油大学提出了一种新型的六片式螺旋折流板换热器型式，并获得专利授权[5]。

图1 四片式螺旋折流板图2 六片式螺旋折流板1 模型设置1.1 几何模型三维数值模拟用SolidWorks分别建立尺寸180x1200mm下六片式螺旋折流板、四片式螺旋折流板和双弓折流板结构，设备型式BEM，水平安装，10mm换热管，正方形布管，换热管间距13mm，布108根换热管，换热器所有材质均采用碳钢。

双弓折流板结构采用16块折流板，间距60mm。

六片式螺旋折流板和四片式螺旋折流板都采用10度螺旋角，搭接度42%[6]。

由于管束元件较多，内部结构复杂，本文对换热器的结构进行适当简化如下：（1）认为换热管与折流板、筒体与折流板和管束与壳体都为紧密切合，忽略流体通过缝隙渗螺旋折流板换热器传热和流动性能分析宁静中国石化工程建设有限公司北京 100101 摘要：利用CFD分析软件FLUENT，研究10度螺旋角条件下，六片式螺旋折流板换热器和常见四片式螺旋折流板换热器传热和流动特性，并与双弓形折流板换热器进行对比。

无短路区新型螺旋折流板换热器换热性能的实验研究

ｂ．一．，ｗｈｃｆｅｔｅｙｉｐｏｅｈｅｔｔａｓｅｅｆｒｎｅｏｈｅｉａａｆｄｙ７９９７ｉｈｅｆｃｉｌｍｒｖｓｔｅｈａｒｎｆｒｐｒｏｍａｃｆｔｅｈｌｌｂｆｌｖｃｅｈａｘｈｎｅ．ｔｏｇｈｈｌｓｄｒｓｕｅｄｏｏｒｓｏｄｎｌｎｒａｅ，ｔｅｉｃｅｅｔｅｔｅｃａｇｒＡｌｈｕｈｔｅｓｅｌｉｅｐｅｓｒｒｐｃｒｅｐｎｉｇｙｉｃｅｓｓｈｎｒｍｎ —
ｈｌａ＇ａｆｅｅｔｅｃａｇｒｗｉｅｙｕｅｎｉｄｓｒｌｐｏｅｓｓｗａｍｐｏｅｙｕｉｇｆｌｅｉｌｆｌｄｈａｘｈｎｅｄｌｓｄｉｎｕｔｉｒｃｓｅｓｉｒｖｄｂｓｎｏｄｃｂａ
意义．
关键词：螺旋折流板换热器；面折流板；场优化；能折流节中图分类号：Ｔ２文献标志码：Ａ文章编号：０５ —８Ｘ（Ｏ２０－０２０Ｋ１４２３９７２１）９０１－４ＥｘｅｉｅｔｏｅｔＴｒｎｆｒＰｅｆｒａｅｏｅｉａｆｅｐｒｍｎｎＨａａｓｅｒｏｍｎｃｆＨｌｃｌＢａｆｄｌ
ｏｈｕｏｒｃｎｕｐｉｎｉｅｓｔａ，ｗｈｃａｅｉｎｒｄｃｍｐｒｄｗｉｈｆｔｅｐｍｐｐｗｅｏｓｍｔｓｌｓｈｎ２Ｗｏｉｈｃｎｂｇｏｅｏａｅｔｔｅｈ

单螺旋和双螺旋折流板换热器性能的研究

ＡｂｔａｔＴｈｅｅｔｏｂｍｅｏｎｔｕｔｏｓｎｈｓｅ１ｓｄｐｒｏｍａｃｓｆｈａｅｃａｇｒｉｓｒｃ：ｅｒｃｓｆａｃｓｒｃｉｎｏｔｅｈｌ．ｉｅｅｆｒｎｅｏｅｔｘｈｎｅｗｔｉｈｄｂｌ・ｅｉａａｌｓｗｅｅｉｖｓｉａｅ，ｄｔｅｃｍｐａｉｏｆａｏｅｐｒｏｍａｃｓｗｉｈｔａｆｈａｘｃａｇｅｏｕｅｈｌｌｂｆｅｒｎｅｔｔｄａｈｏｃｇｎｒｓｎｏｂｖｅｆｒｎｅｔｈｔｏｅｔｅｈｎｒｗｉｈｓｎｌ－ｅｉａａｅｒｏｄｃｅＴｈｈｌ．ｉｅｈａａＳｅｄｆｏｒｓｓａｃｒｏｍａｃｓｏｆｈａｔｉｇｅｈｌｃｂｍｓｗｅｅｃｎｕｔｄ．ｅｓｅ１ｓｄｅｔｒｆｒａｗｅｉｔｅｐｅｆｒｎｅｅｔｌｔｎｎｌｎｅｃａｇｒｔｉｇｅａｄｄｂｌ．ｅｉａａｎｅｏｎｉｔｄＯ／ｅｔｓａｄ／ｓｅｏｓｓｐａａｅｙｗｅｅｘｈｎｅｓｗｉｈｓｎｌ－ｎｏｕｅｈｌｃｂｆｓｃｓｓｅｆｌ３ｓｃｏｒｌｎｌ４ｅｔｒｅｒｔｌｒｓｕｅｘｅｉｅｔｌｄｂｕｅｉａｉｕａｉｎｅｐｅｔｅｙｔｄｉｄｅｐｒｍｎａｙａｙｎｍｒｃｓｍｌｔｏ，ｒｓｃｉｌ．Ｔｈｘｅｉｅｔｅｕｔｈｗｈｔｂｔｈｌｎｌｖｅｅｐｒｍｎａｒｓｌｓｏｔａｏｈｔｅｌｓｓｅ１ｓｄｅｔｔａｓｅｏｍｃｅｔｄｐｅｓｒｒｐｎｔｅｈａｘｈａｇｒｉｉｇｅｎｄｄｕｌ．ｅｉａｈｌ．ｉｅｈａｒｆｒｃｅｎｉｎｓａｒｓｕｅｄｏｓｉｈｅｔｅｃｎｅｓｗｔｓｎｌ．ａｏｂｅｈｌｌｎｈｃｂｍｅｎｒａｅｗｉｈｔｅｉｃｅｓｆｔｅｓｅ１ｓｄｏｒｔ。ａｄｕｄｒｔｅｓｍｅｓｅ１ｓｄｏｗａｅｏｈｔｅａｓｉｃｅｓｔｈｎｒａｅｏｈｌｉｅｆｗａｅｎｎｅｈａｈｌ．ｉｅｆｈ．ｌｌｒｔ．ｂｔｈｓｅ１ｓｄｅｔｔａｓｅｏｅｃｅｔｄｐｅｓｒｒｐｎｔｅｈａｘｈｇｒｉｏｂｅｈｌｃｌｂｆｓａｅｈｌ．ｉｅｈａｒｆｒｃｍｉｎｓａｒｓｕｅｄｏｓｉｈｅｔｅｃａｅｓｗｔｄｕｌ．ｅｉａａｎｅｎｎｎｈｒ

连续螺旋折流板换热器动态特性研究

Ｆｇ１Ｄｉｇａｉ．ａｒｍｍａｉｓｅｃｆｈｌａｄｔｂｔｔｋｔｈｏｅｌｎ —ｕｅｗｉｈｃｓ —
ｎｎｃｎｉｕｕｅｉａａｆｓｏ — ｏｔｎｏｓｈｌｌｂｆｌｃｅ
折流板换热器能够使得换热器壳侧的流动实现真
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量程为０～２／时间常数为０２。Ｏｍ。ｈ，．５Ｓ采用铜一康铜热电偶进行温度采集，其量程为０～２０℃，０时间常数在０５Ｓ油侧压差测量采用３０．。５１差压变送器，程为０～６．Ｐ，号为４～２量２２ｋａ信Ｏ
在正负流量扰动下其变化曲线具有对称特征。。
关键词：壳管式换热器；连续螺旋折流板；量扰动；动态特性流
中图分类号：ＴＫ２４１文献标识码：Ａ
０引
言
在管壳式换热器中，螺旋折流板换热器由于其能够改善壳侧流动换热性能，相同的压降下在较弓形折流板换热器而言其壳侧换热系数较高而得到研究及应用Ｌ］对于高黏度流体而言，换ｌ．。其热效果更加突出Ｉ６。ｓ］目前所使用的螺旋折流板换－热器的折流板一般是由两块或四块扇形平板搭接而成，两块扇形折流板之间一般存在三角区，在存严重的漏流问题（１，得换热器壳侧的流动图）使偏离真正的螺旋流动［，文所使用的连续螺旋７本］图１非连续螺旋折流板换热器示意图

轮胎标签制度推动节能减排前景可观

的生产能能力。
国内 “ 绿色轮胎 ”标准的制定，从绿色轮胎产品指标、绿色轮胎环保原ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 料标准、绿色轮胎生产工艺、
绿色轮胎资源能源环保指标等四个方面展开。其中，前两个指标更为关键。标准的制定基本参照欧盟的关
于轮胎Ｃ１／Ｃ２／Ｃ３的分类，从滚动阻力、湿滑抓地性、噪声三方面分别进行测试方法以及限值标准的设定，
尤其是滚动阻力，将完全采用欧盟标准，湿滑抓地性和噪声可能会依据中国国情略有不同。轮胎标签是继家电节能标签之后的又一大为推动节能减排而实施的标签制度，将推动相关政府部门采
取类似于家电和节能汽车的补贴政策，按照能效等级不同进行分级补贴。相关上市公司中，齐翔腾达具备１５万吨的稀土顺丁橡胶产能；高分散白炭黑领域，双龙股份具备５０多年的高分散白炭黑生产历史，具备６．６万吨的产能，龙星化工在建一期３．５万吨高分散白炭黑，黑猫股
标准，３０％的全钢胎不能满足；此外，我国大部分半钢胎达不到欧盟第二阶段标准，７０％的全钢胎达不到
第二阶段标准。国际上除欧盟外，美国、日本、韩国等也基本采用的是先自愿后强制性的标签制度，据悉，
我国 “ 绿色轮胎标 ”签法案也将参照欧盟标签法案制度。
据了解，２０１２年２月，工信部原材料司委托中国橡胶工业协会制定了我国 “ 绿色轮胎”自律性标准和
轮胎标签非强制性分级办法，２０１３年年底前将出台相关标准及法规，并将加快推进 “ 绿色轮胎 ”行业自律标准升级为行业标准、国家标准，采用先自愿后强制性的步骤，预计到２０１７年开始实施 “ 绿色轮胎 ”强制性分级标签法案。其中，在非强制性分级阶段中，到２０１５年争取实现５０％的轮胎企业具备 “ 绿色轮胎 ”

螺旋折流板换热器论文：螺旋折流板换热器的性能研究及结构优化

螺旋折流板换热器论文：螺旋折流板换热器的性能研究及结构优化【中文摘要】本文采用Fluent软件,对弓形折流板、连续型螺旋折流板、传统型1/4螺旋折流板以及新型1/4螺旋折流板换热器进行了数值模拟,系统地研究了不同换热器壳程的内部场、换热性能、阻力性能以及综合性能。

采用弓形折流板换热器进行了网格无关性研究,确定了1.7mm的网格无关尺寸。

针对1/4螺旋折流板换热器壳体中心和相邻折流板之间存在的漏流及壳程进出口压降过大的现象,提出了加宽折流板及倾斜壳程进出口管的改进措施。

根据模拟结果,得出以下结论：1/4螺旋折流板换热器最佳螺旋角范围为25°-36°,连续型螺旋折流板换热器的综合性能最优,其值是传统型1/4螺旋折流板换热器的1.018-1.052倍,新型1/4螺旋折流板换热器的综合性能是传统型1/4螺旋折流板换热器的1.05倍左右,而弓形折流板换热器是传统型1/4螺旋折流板换热器的0.534-0.573倍。

同时本文还给出了不同螺旋折流板换热器壳程的努赛尔数(Nu)及阻力系数(f)与雷诺数(Re)的关系式。

最后,本文设计并制造了一台新型1/4螺旋折流板换热器进行实验研究,得到总换热系数和壳程压力降的实验值与模拟值的误差分别在-7.62%-2.35%之间以及15%左右,进一步验证了本文数值模拟结果的正确性。

【英文摘要】A research of numerical simulation on heat exchanger with bow-shaped baffles, heat exchanger withcontinuous helical baffles, traditional heat exchanger with 1/4 helical baffles and new type heat exchanger with 1/4 helical baffles by using Fluent software has been done in this paper. This paper do a research on the internal flow field, heat transfer performance, resistant performance and comprehensive performance in the shell side systematically. With themesh-independent of heat exchanger with bow-shaped baffles verified, the mesh size are defined as 1.7mm. For not only leakage problem in the center of shell side and between baffles, but also high pressure drop in the import and export of shell side of the heat exchanger with 1/4 helical baffles, some measures that widen the baffles and tilt the import and export of the shell tube have been proposed in this paper.According to the simulation results, it comes to following conclusions:the best helix angle of heat exchanger with helical baffles ranges from 25°to 36°. When it comes to the comprehensive performance, heat exchanger with continuous helical baffles is the best, the value is 1.018～1.052 times better than traditional heat exchanger with 1/4 helical baffles, the comprehensive performance of new type heat exchanger with 1/4 helical baffles is about 1.05 times better than traditional heat exchanger with 1/4 helical baffles, but the value of heatexchanger with bow-shaped baffles is 0.534～0.573 times than traditional heat exchanger with 1/4 helical baffles. Meanwhile, the relationships between Nusselt number(Nu) and resistant coefficient(f) with Reynolds number(Re) have been established in this paper. In the end, an experimental study was done on new type heat exchanger with 1/4 helical baffles after been designed and manufactured, then it comes to the conclusions that the heat transfer coefficient at both of the tube and the pressure drop on the shell side deviate-7.62%～2.35% and about 15% between experimental values and simulation values, validating the correctness of the numerical simulation in this paper further.【关键词】螺旋折流板换热器螺旋角数值模拟性能研究结构优化【英文关键词】heat exchanger with helical baffles helix angle numerical simulation performance study structural optimization【备注】在线加好友索购全文：1-3-9-9.38-8-4-8同时提供论文写作一对一指导和论文发表委托服务。

不同螺旋角的螺旋折流板换热器性能试验研究

ＳｕｄｆＨｅｔＴｒｎｆｒＣｈａａｔｒｏｈｅｆａｔｙｏａａｓｅｒｃｅｆＳｌｎｄＴｕｄｅＨｅｔａＥｘｈａｇｒｔｆｅｅｔＳｒｌＢａｅｃｎｅｓｗｉｈＤｉｒｎｐｉａｆｓｌ
行研究得出，同条件下与传统弓形折流板换热器相
１前言
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
相比，热器的传热系数提高１８倍，动阻力降低换．流２％。陈世醒等，研究发现，于水这样的低粘５４对度流体，同流量单位压降的壳程对流换热系数，相螺
压力降的经验计算公式，该公式可以为螺旋折流板换热器设计计算和数值模拟提供一定的参考价
值。
关键词：热器；换螺旋折流板；螺旋角；热系数；力降传压
中图分类号：Ｑ５．；Ｑ５．Ｔ０１５Ｔ００２文献标识码：Ａ文章编号：０１－８７２０）４— ０９－３１０４３（０８００００
摘要：对螺旋角为１。１。３。４。２，８，０，０的单螺旋折流板换热器进行传热性能和壳程压力降性能测试，
并应用英国传热协会的换热器计算软件对螺旋折流板换热器进行计算，得到了相应结构下的总传热系数和压力降。然后通过对试验数据的整理分析，并进行曲线回归，到了壳程对流换热系数和得
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不同螺旋角的螺旋折流板换热器性能试验研究

不同螺旋角螺旋折流板换热器壳侧传热性能研究

２００６年８月
文章编号：０７２５（０６０—０５０１０ —８３２０）４０６ —４
不同螺旋角螺旋折流板换热器壳侧传热性能研究
孙洪涛
（中国石油天然气股份公司前郭石化分公司，吉林松原１８０）３０８
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第２３卷
第４期
吉林化ｒ学院学报＝
ＪＩＬＯＩＮＩＴＩＯ／ＮＡＦＪＬｌＮＳＴＵＴＦＣＨＥＯＥＭＩＡＩＴＥ｛０ＬＧＹＣＣＩＮ０
ＶＯ．３ＮＯ４Ｉ２．Ａｕ２０ｇ．０６
型折流板换热器，且随着螺旋角的增大而增而大，得出４／８并０７１０为最佳螺旋角，于４／１大Ｏ７【
热器是一种传统的管壳式换热器，弓型折流但板换热器的这种结构存在着壳侧流体流动方向改变频繁，程压降较大，出现流动死区、沿易旁
螺旋折流板换热器的设计指导思想是改变传统弓形折流板的Ｚ形流动方式，法将折流板设设

计成与管束有一个倾斜角度，布置成近似的螺旋
ｃｎｋ对于有无中心管的相同角度和结构（ａｓｖ壳体
内径与中心管外径之比为５３的螺旋折流板换．）热器进行了试验．究结果表明：相同的Ｒ研在ｅ
收稿日期：０６—０２０７—１２作者简介：孙洪涛（９２，，１７一）男吉林松原人，中国石油天然气股份公司前郭石化分公司工程师，在读硕士，主要从事机械工程方面的研究．

螺旋折流板换热器热态实验研究

换热器运行过程中的一些热力参数，如换热工质的进口温度及流量的诸变化，热器动态特性的研究对于换热器热过程的实时控制、态计算、换状优化及合理利用是十分必要的。本文通过实验研究的方法对连续螺旋折流板换热器在水油为换热工质系统的动态特性进行了试验研究，将螺旋角分别为９、５、０、５、０的螺旋折流板换热器与弓形折流板换。１。２。２。３。
布置。换热管材料导热系数为：６７（・Ｋ）３．ｗ／ｍ。
壶Ｉ击：十十＋鲁，
其中管壁热阻Ｒ一（ｏ２）ｎｄ／。为换热管导热系数，为ｄ／Ｘｌ（ｏｄ）Ｒｆ污垢热阻。ａ为管内对流换热系数，用Ｄｉｕ — Ｂｅｔｒ公式计算：．采ｔｓｏｌｔｅＮｕ
（）程换热系数５壳
Ｎｕ＝ＢｅＲＰｒ／
１进水管；２冷水箱；３水口；排４泵；５换热器；６泵；７热水箱；８加
式和阻力计算关联式，自行编制设计计算软件提供了依据］。
１换热器试验研究
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螺旋折流板高效换热器的结构特点及应用案例

高效换热管，根据不同的工况，可以选用符合由江苏中圣高科技产业有限公司主编的GB/T 24590《高效换热器用特型管》的各种特型管，如T型槽管、波纹管、内波外螺纹管、内槽管及螺纹管等各种高效传热元件。

1.2 性能分析1.2.1 壳程压降低、不容易结垢传统弓型折流板的布置是垂直于管束的，流体在壳体内呈“Z”型流动，如图2所示，方向改变剧烈，产生的压降大。

同时弓形板的底角处形成一个相对静止的流动死区，容易积累污垢；而流体在螺旋折流板换热器的壳程内流动时，呈整体螺旋式推进，如图3所示，方向改变缓和，压降低。

没有流动死区，介质不会因为沉积而导致结垢。

图2 弓型折流板换热器介质流动示意图图3 螺旋折流板换热器介质流动示意图1.2.2 传热效率高弓型折流板换热器的流动死区部分基本起不到换热作用，而螺旋折流板换热器不存在流动死区，换热面积利用更充分，同时由于流体的螺旋流动会在径向界面上产生速度梯度，形成湍流，提高壳程传热系数[2]。

也有人认为流体在螺旋折流板换热器的壳程流动时，沿换热管的轴向存在分量，因而在相同的流速下壳程传热系数低于弓型折流板换热器的传热系数，因此引入了单位压降下的传热系数这个概念，作为评价换热器综合性能的依据[3]。

很多研究0 引言换热器在化工企业中占总投资的10%～20%，在炼油厂中比例更是高达总投资的35%～40%，管壳式换热器由于制造成本低，处理量大，工作稳定可靠，清洗方便，是热量传递中应用非常广泛的一种换热器[1]。

但是，传统的管壳式换热器存在换热效率低、压力降大，设备尺寸大、投资成本高等缺点。

因而对传统的管壳式换热器进行合理的优化改进，提高传热效率、减少设备投资，降低运行成本很有必要。

换热器传热效果的优化提高主要通过强化管程传热和强化壳程传热两个方面来实现。

管程的强化传热可以通过使用各种高效换热管实现，壳程的强化传热可以通过改变壳程的内部结构实现。

LUMMUS公司研发的螺旋折流板换热器能够有效地克服传统弓型折流板换热器在使用过程中产生的弊病，有效单位压降下能够大幅度提高换热器的传热效率，在国外石油化工行业已得到广泛应用。

螺旋叶片折流板换热器的壳程传热性能研究

管壳式换热器由于制造方便，可适应较大的温度和压力变化环境，因而在工业生产上被广泛应用 … 在我国的石油化工设备中８０％管壳式换热器目前仍采用弓形折流板光管结构，但是这种结构传热效果差，壳程压降大，增加了工业生产成本。与传统的弓形折流板换热器相比，螺旋折流板换热器由于其具有换热效果好、壳侧压降小、管束不易结垢以及能防止管束流体诱导振动等诸多优点，从而受到工业界的关注。螺旋折流板包括连续性螺旋折流板和搭接型螺旋折流板。连续性螺旋折流板是一个连续的螺旋曲面，一个螺旋周期在轴向的长度即为一个周期；搭接型螺旋折流板则是采用一系列扇形平板来代替曲面依次连接，在壳程内形成近似的螺旋面，在轴向两个相似位置处的两块扇形平板间的距离即为一个螺距ｐ。而理想的连续性螺旋折流板在实际加工中
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｓｈｅｌ１．ｓｉｄｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｈｅｌｉｃａｌｂｌａｄｅｂａｆｎｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ，ｔｈｅ
王峰，高磊，张莹莹，齐洪洋，张斯亮，蔡宏斌
（辽宁石油化工大学，辽宁抚顺１１３００１）
摘
要：为研究螺旋叶片折流板换热器壳程传热性能，通过ＦＬＵＥＮＴ数值模拟，对螺旋叶片折流板换热器
壳程的压力场、温度场和速度场进行了分析。比较了换热器性能参数的模拟值和实验值，各性能参数模拟值和实验值的比值趋势基本一致。研究结果表明，模拟范围内，折流板间距越小、螺旋角度越大的情况下，螺旋叶片折流板换热器的综合性能最优。关键词：数值模拟；螺旋叶片；螺旋角；综合性能

无短路区新型螺旋折流板换热器换热性能的实验研究_王斯民_文键

第46卷第9期西安交通大学学报 V ol.46 No.9 2012年9月 JOURNAL OF XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY Sep. 2012收稿日期：2012-03-31. 作者简介：王斯民（1977-），男，讲师；文键（通信作者），女，副教授. 基金项目：国家自然科学基金资助项目（51106119）；教育部博士点基金资助项目(20110201120052)；教育部留学回国基金资助项目(09回国基金08）；中央高校基本科研业务费专项基金资助项目. DOI:无短路区新型螺旋折流板换热器换热性能的实验研究王斯民，文键(西安交通大学能源与动力工程学院, 710049，西安)摘要:为了消除目前在工业过程中大量使用的螺旋折流板换热器壳程的三角区漏流，首次采用折面折流板代替平面折流板，对其进行了结构改进。

通过采用折面折流板，封闭了相邻两块平面折流板在搭接处产生的三角形豁口，消除了由于豁口导致的壳程短路流道,从而改进了换热器壳侧的流场。

实验结果表明，用折面折流板代替平面折流板后，换热器的总传热系数增加了7.9%～9.7%,有效地提高了换热器的换热性能。

虽然换热器壳程的阻力损失有所增加，但泵耗功率的增量小于2 W，相对于换热量的增加可以忽略不计。

此项研究对于换热器的节能优化设计具有重要的指导意义。

关键词:螺旋折流板换热器；折面折流板；流场优化；节能中图分类号: TK124 文献标志码：A 文章编号：0253-987X(2012)09-0000-00Experiment on Heat Transfer Performance of Helical Baffled HeatExchanger Without Short Circuit FlowWANG Simin, WEN Jian(School of Energy and Power Engineering, Xi’an Jiaotong University ，Xi ′an 710049，China )Abstract: In order to eliminate the shell-side leakage flow in triangle zones, the configuration of helical baffled heat exchanger widely used in industry processes was improved by using fold baffles. The triangle leakage zone near the joint point between two plain baffles is blocked by the fold baffles, which eliminates the short circuit flow and improves the flow field. The experimental results show that the overall heat transfer coefficient of the heat exchanger increased by 7.9%-9.7%, which effectively improved the heat transfer performance of the helical baffled heat exchanger. Although the shell-side pressure drop correspondingly increased, the increment of the pump power consumption was less than 2W, which can be ignored compared with the increment of heat exchange. The results of the investigation are of great value to the energy saving optimum design of helical baffle heat exchangers.Keywords: Helical baffled heat exchanger; fold baffle; flow field improvement; Energy saving螺旋折流板换热器与传统的弓形折流板换热器比较，具有壳程阻力低、壳程介质不易积垢、可实现高效率长周期运行等优点，其设计制造技术在国内已很成熟，在石油、化工、电力、冶金等行业得到了广泛应用[1-3]。

螺旋折流板换热器流动特性研究

第14卷　第1期石油化工高等学校学报 Vol.14　No.12001年3月 J OU RNAL OF PETROCHEM ICAL UN IV ERSITIES Mar.2001 文章编号:1006-396X (2001)01-0064-04螺旋折流板换热器流动特性研究王素华,　王树立3,　赵志勇(抚顺石油学院化工机械系,辽宁抚顺113001)摘　要:　用激光测速仪详细测量了螺旋折流板换热器的流场特性,着重研究了旋流角对速度分布和对脉动速度的影响及其与流量的偶合关系,并对速度分布对换热性能及阻力的影响做了详细的分析和讨论。

模型换热器采用有机玻璃制作,壳体尺寸为<200mm ×6mm ×3000mm (外径×壁厚×长度),换热管外径为15mm ,共52根,均匀布置。

折流板倾斜角度取30,35,40,42°四种,双头布置。

实验介质为常温下自来水,流量测量采用转子流量计,流量范围为3～20m 3/h 。

一般情况下,随着旋流角的减小,切向速度分量增大,脉动速度也相应增大,有利于换热;流量增加使速度沿径向分布趋于均匀。

但螺旋角减小,流动损失也随之增加,尤其在旋流角小于35°以后,流动损失增加幅度加快。

综合考虑,建议使用螺旋板角度为35°。

关键词:　螺旋折流板;　换热器;　流动特性;　激光测速中图分类号:　TQ051.5 文献标识码:A 传统的管壳式换热器多采用弓形折流板(图1),它的优点是结构简单、制造方便。

其缺点是:(1)流动死区大,换热系数小;(2)流动压降大。

为了解决上述问题,文献[1]提出了将折流板设计成与壳体横断面有一个倾斜角度,使流体在壳程旋转流动,称为螺旋折流板换热器(Heat exchanger with helical baffles ,图2)。

螺旋折流板换热器的设计思想是将折流板分成4块,首尾相接,与管束布置成一定的倾斜角度,形成螺旋流道。

螺旋折流板换热器壳程传热和压降的实验研究

螺旋折流板换热器壳程传热和压降的实验研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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三分螺旋折流板换热器的数值模拟和试验研究的开题报告

三分螺旋折流板换热器的数值模拟和试验研究的开题报告一、研究背景及意义换热器是工业生产中广泛应用的重要设备，其性能直接影响着生产过程的效率和质量。

在热力学课程中，我们学习了许多优秀的换热器设计和理论，但实际应用过程中，由于工况条件和设备参数的不同，常规的换热器设计往往无法满足需求。

因此，研究新型换热器及其性能优化具有重要的现实意义和实际价值。

三分螺旋折流板换热器作为一种新型换热器，具有结构简单、形式多样、传热效率高等优点。

它主要由三根螺旋管、螺旋折流板、端盖、进出口管路等组成，折流板的设计对换热器的性能影响较大。

因此，对三分螺旋折流板换热器进行数值模拟和试验研究，不仅可以深入了解该换热器的传热机理和性能特点，还可以为其优化设计提供可靠的理论依据和实践经验。

二、研究内容和方法本研究将采用数值模拟和试验相结合的方法，分为以下几个内容：1. 设计和制作三分螺旋折流板换热器实验样机，选择一些典型介质进行试验研究，探究折流板结构对传热性能的影响。

2. 基于计算流体力学（CFD）方法，建立三维数学模型，对换热器内部流态和传热效率进行数值模拟。

3. 结合实验数据和数值模拟结果，分析换热器的结构参数对传热性能的影响及其优化方法。

三、预期结果和意义通过本研究，预期可以得到以下结果和意义：1. 设计和制作三分螺旋折流板换热器实验样机，进行对比实验，探究折流板结构对传热性能的影响。

2. 利用CFD方法建立数学模型，对换热器的流态和传热性能进行数值模拟，推导出传热系数和阻力系数的经验公式。

3. 分析换热器结构参数对传热性能的影响，提出相应的优化方法，为实际工程应用提供理论依据和实践经验。

四、研究进展目前，我们已经完成了三分螺旋折流板换热器实验样机的设计和制作，同时进行了初步的试验研究。

接下来，我们将开始进行数值模拟和理论分析工作，探究折流板结构对传热性能的影响，并进行优化设计。

预计本研究将在2022年6月完成。

螺旋折流板换热器的研究进展

螺旋折流板换热器的研究进展
马士恒;韩昊学;张承贺;沙滨滨;衣鑫宇;刘学武
【期刊名称】《化工技术与开发》
【年(卷),期】2024(53)6
【摘要】螺旋折流板换热器是管壳式换热器的一种,相比弓形折流板换热器具有诸多优势。

本文介绍了螺旋折流板换热器的研究进展,总结了螺旋折流板换热器的结构(如螺旋角、螺距等)与换热器的性能(如压降、传热系数等)之间关系的研究成果,提出了可提高换热器性能的新型结构及设计方法。

【总页数】5页(P53-56)
【作者】马士恒;韩昊学;张承贺;沙滨滨;衣鑫宇;刘学武
【作者单位】山东京博装备制造安装有限公司;大连理工大学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.5
【相关文献】
1.螺旋折流板与弓型折流板强化管换热器的传热性能对比
2.CAD在螺旋折流板换热器折流板及定距管设计中的应用
3.螺旋折流板与弓形折流板换热器性能的数值模拟
4.折流板间距对六分螺旋折流板换热器壳程传热性能的影响
5.螺旋折流板换热器折流板尺寸及相关计算
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