船用膜式螺旋管換熱器傳熱和流動特性研究.pdf

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1、第37卷第8期2015年8月艦船科學技術SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．37，No．8Aug．，2015船用膜式螺旋管換熱器傳熱和流動特性研究朱曉紅1，李海東1，張衛(wèi)東2(1．連云港職業(yè)技術學院機電工程學院，江蘇連云港222006；2．無錫三達環(huán)保科技有限公司，江蘇無錫214131)摘要：采用數(shù)值模擬方法研究膜式螺旋管換熱器在高溫高壓的工況下順列結構和2種錯列結構的對流換熱和流動特性，分析徑向節(jié)距對順列和錯列結構換熱和流動特性的影響。模擬結果與試驗結果符合較好。研究發(fā)現(xiàn)：順列和錯列結構對于換熱及

2、流動的影響隨著徑向節(jié)距的變化而變化。當徑向節(jié)距s。／d<1．6時，順列結構的換熱系數(shù)和流動阻力高于錯列結構；當1．6<5．／d<2．0時，順列結構的平均換熱系數(shù)與和錯列結構幾乎相等，錯列結構的流動阻力小于順列結構；當s．／d>2．0時，換熱器的平均換熱系數(shù)和壓降與膜式螺旋管的布置方式無關，即順列和錯列結構的換熱系數(shù)及流動阻力基本相等。關鍵詞：膜式螺旋管換熱器；流動特性；換熱特性；順列和錯列中圖分類號：TKll+5文獻標識碼：A文章編號：1672—7649(2015)08—0165—04doi：10．3404／j．iss

3、n．1672—7649．2015．08．035Numericalstudiesonheattransferandfiowofmembranespiral-tubemarineheatexchangerZHUXiao—hon91，LIHai．don91，ZHANGWei．don92(1．LianyungangTechnicalCollege，Lianyungang222006，China；2．WuxiSandaEnvironmentalProtectiveTechnologyCo，Ltd．，Wuxi214131，Chin

4、a)Abstract：Numericalinvestigationswereconductedtounderstandtheflowandheattransfercharacteristicsofsynthesisgas(syngas)inmembranehelical—coilheatexchangerheatexchangerfordifferentarrangement．Simulationswereperformedfordifferentradialpitch．Thenumericalresultsarein

5、agoodagreementwiththeexperimentalworksonheattransferinmembranehelical—coilannularchannels．Theheattransfercoefficientsofthemembranehelicalcoilwerefoundtobestronglyassociatedwiththeradialpitch．Theresultsshowtheheattransfercoefficientsandflowresistanceforalignedmem

6、branehelicalcoilishigherthanthoseforstaggeredmembranehelicalcoilat5l／d<1．6；theheattransfercoefficientsforalignedmembranehelicalcoilisalmostequaltothoseforstaggeredmembranehelicalcoilat1．6

7、eforstaggeredmembranehelicalcoil；theheattransfercoefficientsandflowresistanceforalignedmembranehelicalcoilisalmostequaltothoseforstaggeredmembranehelicalcoilatsl／d>2．0．Keywords：membranehelical—coilheatexchanger；flowcharacteristics；heattransfer；alignedandstaggere

8、darrangement0引言大部分船舶在航行過程中通過抽取外界空氣來降低機艙自身的溫度，從而使得主機的熱量能較快排出，因而采用抽取外界空氣與機艙主機的熱冷卻水進行熱交換的方式，使整個冷卻水的溫度降低。由于膜式螺旋管管殼式換熱器結構可靠、技術成熟、生產(chǎn)成本低、可承受高溫高壓、適應性強，因而應收稿日期：2014—07—25；修回日期