整体针翅管混合管束滑油冷却器强化换热试验研究_牛广林

第30卷 第2期核科学与工程

Vol.30 N o.2 2010年 6月Chinese Journal of N uclear Science and Engineering Jun. 2010

收稿日期:2009-09-07;修回日期:2009-12-06基金项目:黑龙江省教育厅基金资助项目(11541320)

作者简介:牛广林(1973 ),男,山东济宁人,博士研究生,主要从事热工水力、强化传热研究

整体针翅管混合管束滑油冷却器

强化换热试验研究

牛广林

1,2

,阎昌琪1,孙中宁1,石 帅1,王 镭

1

(1.哈尔滨工程大学核能科学与技术学院,黑龙江哈尔滨 150001;

2.黑龙江科技学院,黑龙江哈尔滨 150001)

摘要:对混合管束滑油冷却器和光管滑油冷却器进行对比试验研究,发现当滑油体积流量相同时,前者单位体积换热量较高,压降较小,换热能力强,综合性能优越,表明在同样换热量条件下可以使冷却器小型化。关键词:冷油器;双流程;整体针翅管;混合管束;强化换热

中图分类号:T L 172 文献标识码:A 文章编号:0258-0918(2010)02-0155-05

Experimen ta l R esearch on heat tran sfer en han cement of lu bricating -oil cooler

with mixing integral pin -fin tubes and plain tubes

NIU Guang -lin

1,2

,YAN Chang -qi 1,SUN Zhong -ning 1,SH I shuai 1,WAN G lei

1

(1.School of Nu clear Science and T echnology,H arbin Engineerin g U niversity,H arbin of H eilongjiang Prov.150001,China;

2.H eilongjian g Un iversity of Science an d T echnology,Harbin of H eilon gjiang Prov.150001,China)

Abstract:A lo t of compar ison ex perimental research has been done to the lubr icating -oil coo ler w ith mix ing integ ral pin -fin tubes and plain tubes .It is discovered that the m ix ing

integral pin -fin tubes heat transfer capacity in unit v olume is hig her,pressure dro p is low er,and the v er y stro ng heat transfer ability than plain tubes w hen oil volume flow rate is at constant v alue.The results show the per for mance o f lubr icating -oil co oler w ith mixing integral pin -fin tubes and plain tubes is superior ity.So this can made lubricating -oil cooler miniatur ize in the same H eat chang ing conditio n.

Key words:oil cooler;double -flow ;integ ral pin -fin tube;tubes m ixed bundle;heat trans -fer enhancement

目前滑油冷却器一般采用光管作为换热元件,存在传热效率低、体积大的缺点。在船用设

备中占用了宝贵的空间资源,因此,必须采取有效强化换热措施,提高滑油冷却器的换热效率、

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减小体积。

从热阻来看,管外壳程油的热阻一般占滑油冷却器总热阻的80%以上,因此,如果能将壳侧的传热系数提高,可获得很好的强化换热效果。对粘性流体的强化传热主要从两个方面考虑,一是考虑破坏其边界层,使其尽早达到紊流状态,成为紊流换热[1]。二是采用扩展表面法,提高单位体积的表面积。

在前期单管选型试验[2]和1号2号3号试验体研究基础上[3],新开发一种具有工程应用价值、纵流式混合管束双流程滑油冷却器(简称M),与工程中经常使用的光管弓形折流板滑油

冷却器(简称G)进行对比试验研究,为滑油冷

却器的优化和工程应用提供依据。

1 试验装置与试验方法

1.1 试验装置

试验装置如图1所示:试验回路由滑油和冷却水2个系统组成。滑油在油箱中被加热到指定温度后,由油泵输送进入滑油冷却器的壳程,经冷却后回到油箱,重新被加热;水池中冷却水由水泵抽出,进入滑油冷却器的管程,对滑

油冷却后流回水池。

图1 试验装置系统流程简图

Fig.1 Schematic D iagr am of Ex per iment Facility

1 G 滑油冷却器;

2 M 试验体;

3 可调式温感电加热器;

4 油箱;

5 齿轮油泵;

6 腰轮流量计;

7 铠装热电偶;8 水银差压计;9 涡轮流量计;10 离心水泵;11 蓄水池

1.2 试验元件

试验的冷却器利用整体针翅管和光管管间自支撑,制成混合管束,减小换热管管间距,采用正方形排布,双流程逆流形式,结构更加紧凑,其单元结构如图2所示。

整体针翅管参数如图3及表1所示。试验的另一冷却器是工程中常用的光管弓形折流板滑油冷却器,换热管材料都为B30,它们的主要技术参数如表2所示。

1.3 试验方法

试验时选择某一水流量不变,

入口油温恒图2 混合管束单元结构图

F ig.2 Str ucture o f tubes mix ed bundle unite

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