套管式滑油冷却器强化传热实验研究

摘要

针翅管是一种三维非连续翅片管,对润滑油等粘度较高的流体有较好的强化传热效果。在针翅管的基础上,作者所在实验室新开发了一种套管式强化传热元件。这种强化传热元件由针翅管、套装在针翅管外面光管及两端特殊设计的接头构成。润滑油在针翅管与光管之间的环隙流动,冷却水分别流经中孔和套管外部,实现对于滑油的双面冷却,同时,针翅能够显著提高润滑油流动时的搅混程度,从而达到强化换热的效果。本文通过实验方法,以润滑油和水为工质,对针翅套管强化传热元件单管的传热与阻力特性进行了研究。润滑油流速范围为0.1m/s~0.6m/s,冷却水流速范围为0.2m/s~1.3m/s。
　　在单管实验方面,主要研究了翅高、节距、管径等对油侧阻力及传热特性的影响,结果表明,翅高对传热与阻力影响较大,在翅高由2.7mm增加到3.6mm过程中,针翅油侧传热系数增加了40％,但阻力系数也增加了80%;节距对针翅套管的传热性能影响较小,对阻力影响较大,在节距从3mm增加到9mm时,传热系数下降18%,阻力系数下降25%。基于实验数据,文章给出了针翅套管传热系数与阻力系数经验公式,经比较,传热经验公式的计算结果误差为15%,阻力经验公式误差为10%。
　　另外,还对以针翅套管作为换热元件的滑油冷却器的综合性能进行了测试。结果表明:在较高油流量时,综合性能明显优于传统管壳式滑油冷却器;实验范围内,其单位体积换热量约是后者的1.6倍。

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第1章 绪论

1.1 前言

1.2 国内外强化传热技术研究现状

1.3 论文的主要研究内容

第2章 单管实验装置及实验过程

2.1 实验装置

2.2 实验台架与仪表测试

2.3 实验方案与步骤

2.4 本章小结

第3章 实验数据处理方法与误差分析

3.1 数据处理方法

3.2 误差分析

3.3 本章小结

第4章 单管流动与传热实验结果分析

4.1 单管结构参数

4.2 实验内容

4.3 实验结果分析

4.4 针翅套管传热与阻力公式拟合

4.5 本章小结

第5章 针翅套管管束流动与传热阻力特性

5.1 针翅套管滑油冷却器

5.2 单管与管束性能对比分析

5.3 几种滑油冷却器性能比较

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢