板式換熱器的國內研究進展
我國板式換熱器的研究,設計,制造始于20世紀60年代。1965年,蘭州石油化工機械
廠設計、制造了單板換熱面積為0.52ITl2的水平平直波紋板片的板式換熱器,這也是
我國生產的第一臺板式換熱器,供造紙廠、維尼綸廠使用。80年代初期,該廠又引進
W.Schmidt公司的板式換熱器制造技術,增加了產品的品種.1967年,蘭州石油機械研
究所不同波紋板片做了對比實驗,肯定了人字形波紋的優點,并在1971年制造了我國第
一臺人字形波紋板片的板式換熱器,單片換熱面積為0.3m2,這對我國板式換熱器采用
波紋形式的決策起了重要作用。
國內許多學者對板式換熱器也進行了一系列的研究.如趙鎮南對板式換熱器速度場進行
了研究,他發現了板式換熱器速度場的流動情況與w.W.Fouke所研究的相一致。在他
的文獻中,趙鎮南還結合實驗數據闡明了板式換熱器人字形波紋板間的流動方式以及波
紋傾角對換熱器性能的重要影響,并得到以下結論:
(1)人字波紋的傾斜角是影響板式換熱器性能最重要的一個幾何參數,它通過改變流
動狀態來影響板片通道的傳熱和阻力特性;
(2)在相同雷諾數和波紋參數下,大傾角板片的傳熱和阻力降均高于小傾角板片,但
在相同的通道阻力降下則無論大、小傾角,傳熱速率都基本相等;
(3)對板式換熱器的具體工程應用要力爭達到換熱、流量和阻力降三者之間的良好匹
配。許淑惠、周明連等對板式換熱器進行壓力分布和阻力特性進行了研究,他們通過兩
種形式板片的實驗給出不同雷諾數下兩種板型的進I:1段流型分布;不同雷諾數下的壓
差分布及各種通道中的流阻與比數的關系式,同時運用流型顯示的方法揭示影響板式換
熱器入口流體分布和壓力損失的原因。此外,周明連通過比較兩種板式換熱器發現:具
有相同波紋槽道的板式換熱器在流阻和傳熱方面有較大差距,通過流型觀測發現板式熱
交換器的流量分布不均,偏流的存在降低了板式熱交換器的性能,增大了流阻;同時在
測試壓力降的基礎上提出單元流路分析的原理和方法,該方法能定量計算板武熱交挾器
內的流量分布.天津大學趙鎮南Ⅲ1根據聯箱和分流聯葙流量分布解,對流量非均勻分
布導致板式換熱器單相液一寢換熱和冷凝換熱時的傳熱性能變化作了模擬計算和深八
分析,指出單相換熱時,若冷、熱流體進出口位于同一測,各分支通道的傳熱量搏嚴重
不均勻,但整機總傳熱量變化不大;當進出口分別位于換熱器兩側時,傳熱分布的非均
勻性會明顯改善,但總傳熱量會比流量均勻分布時明顯降低;作為冷凝器使用時,流量
的非均勻分布同樣導致其傳熱性能的變化,這時熱負荷的分布狀況將王要受允許壓降分
配規律的制約.
此外,國內一些學者采用染色示蹤往對人字形波紋槽道和斜波紋槽道進行7流型觀
察,得到一些有益結論.對傳熱單元的傳熱實驗E M Sparrow采用的是恒壁溫加熱法,
但國內的實驗技術較難實現,一般呆用大電流恒熱流法.在湍流換熱狀態下,兩者區別
不大,后者更接近宴際。采用局部組合通道內的可視化及傳熱機理研究方法來推算整個
板片的傳熱及流阻特性對開發板片有一定的指導意義.
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