周向重叠三分螺旋折流板换热器壳侧性能试验研究

摘要

对倾斜角为20°、24°、28°和32°的单头周向重叠三分螺旋折流板、倾斜角为32°的双头周向重叠三分螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器的传热和压降性能进行了测试试验，换热器采用公共壳体和可更换传热管芯结构。壳侧换热系数由总体传热系数去除管子材料导热热阻项和依据Dittus-Boelter公式计算的管内换热系数项求得。采用壳侧轴向雷诺数Rez,o作为反映壳侧流量的自变量，以轴向欧拉数Euz,o作为反映壳侧阻力系数的无因次参数，提出采用Nuo/Euz,o无因次组合数作为反映换热器传热和阻力关系的综合性能指标。在试验范围内倾斜角20°方案的性能指标最高，其平均壳侧换热系数和压降与弓形折流板方案的数值之比分别为1.253和0.60；其综合性能指标比弓形折流板换热器方案平均提高108%；试验结果显示倾斜角为32°的双头螺旋方案的换热系数和压降都大于单头螺旋方案，但两者的综合性能较接近；试验结果表明对于周向重叠的三分螺旋折流板换热器，最佳倾斜角大致在20°左右而不是如一些文献对1/4螺旋折流板换热器所得出的40°左右。