石油机械34卷第5期专题研究卜封头对板翅式换热器流动及阻力特性的影响周爱民厉彦忠文键马岩松(西安交通大学能源与动力工程学院)小流量和温度的测量,将试件的流动截面划分为30个小的区域,如中所示,每个小的区域作为一个通道,可以进行小通道的流量和压差测量。
工业上普遍应用的基本封头,其结构尺寸与中定义的封头A―致。
改进的孔板型封头,采用在封头内部高度一半的地方加入一不均匀打孔挡板。
板上打孔率沿着挡板的中轴线向两侧逐渐增加且成对称分布,孔板上沿中轴线由内向外分别均匀地打小、中、大3种直径的孔。根据所加挡板类型,定义顺排挡板为B型封头,错排挡板为C型封头。孔板型封头结构和孔板结构图如ab、c所示。
另外引入无量纲参数0表示换热器各通道被测参数的最大值与最小值之比,也从一定程度上反映了不均匀分配的情况。即0和分别表示最大流速比和最大阻力比。
1.不同封头结构换热器出口的通道流速分布(1)同一Re下不同封头结构物流分配的比较实验结果分析与讨论bookmark2为了表示换热器截面通道流量分配和阻力分布的绝对不均参数,引入数理统计上的标准方差S.它体现了计算数据的离散程度,可以很好地综合反映不同工况、不同封头结构参数对板束单元体内部的被测量分配不均匀情况。所得绝对值越大表示截面被测量分配越不均匀,反之其分配就越均匀。这里定义:Sv和S分别表示速度和阻力分布的不均匀参数。其中下标ch(i)表示第i个通道的测量值,下标ave表示截面平均测量值。N表示总通道数,为便于比较分析,将与入口管来流相同的方向定义为纵向,垂直来流方向定义为横向。a和3b分别表示的是在Re=15⑴时3种封头结构换热器横向和纵向出口截面平均流速分配情况。从图中可以看到,目前工业中普遍应用的基本型封头A下出口截面流速分布极其不均:对应入口管附近的第12和17个通道的速度值极高,最高速度为2.270m/s而远离入口管处于截面四角的第1 52630个通道速度值极低,最低速度为0.228m /s最大流速比0为9.951不均匀参数又为0.652m/s横向平均速度最大和最小值分别为2.056m /s和0.601m/s纵向平均速度最大和最小值分别为1.776m /s和/s而在改进型封头内加入打孔挡板的封头下,无论是顺排还是错排孔板,其中央位置高流速区的速度大大降低,而四周低流速区的速度均明显升高,流速分布比较均匀,最大流速比0和不均匀参数Sv较基本型都有很大改善。
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