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實(shí)驗(yàn)裝置

    實(shí)驗(yàn)流程如圖 所示。通過圖 的實(shí)驗(yàn)裝置, 逐一對(duì)圖 中 No .1-No. 9的管束, 在有擋板和無擋板情況下的進(jìn)口段局部傳熱性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定, 擋板的結(jié)構(gòu)與參數(shù)按照文獻(xiàn)中的優(yōu)化模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。

    傳熱管總長(zhǎng)度為 2 000mm, 其中實(shí)驗(yàn)段長(zhǎng)度為 1 000mm, 在實(shí)驗(yàn)段區(qū)域中, 選取如圖中所示的 A-A, B-B, C- C, D- D, E- E , F-F, G- G等 7個(gè)截面, 其中截面 A- A, B- B在進(jìn)口區(qū)域內(nèi), 截面廣東四氟冷凝器

G- G在出口區(qū)域內(nèi), 其流體主要以橫向沖刷為主, 而截面C- C正處在軸向流動(dòng)與橫向流動(dòng)的轉(zhuǎn)換過程之間, 在截面A- A, B- B, G- G, C-C對(duì)稱的半圓周上均勻布置 7對(duì)熱電偶。截面 D- D, E- E, F-F主要為軸向流動(dòng)區(qū)域, 在其對(duì)稱的半圓周上均勻布置 3對(duì)熱電偶。

   實(shí)驗(yàn)過程中, 通過蒸汽鍋爐產(chǎn)生飽和蒸汽, 鍋爐蒸汽出口壓力控制在 0 . 01MPa( g), 在實(shí)驗(yàn)管的末端安裝一疏水閥, 以便及時(shí)排出傳熱管內(nèi)的冷凝水,空氣流量用迪形管測(cè)量管道內(nèi)空氣的平均動(dòng)壓頭, 動(dòng)壓頭和壓差均采用精度為 1 . 0 % 且分辨率為 0 . 1 Pa的差壓傳感器進(jìn)行測(cè)量, 用變頻器調(diào)節(jié)空氣流量。實(shí)驗(yàn)中所有溫度均采用經(jīng)過標(biāo)定的精度為 0 . 1 ℃ 且規(guī)格為 φ0 . 2mm的 T 型熱電偶進(jìn)行測(cè)定, 實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)均采用 HP34970數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行在線自動(dòng)采集。廣東四氟冷凝器

    3.結(jié)果與討論

    ( 1)進(jìn)口段局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)

    進(jìn)口段截面 A- A和 B- B的局部表面努塞爾數(shù) Nu 的分布圖。從圖 可以看出, 在截面 A- A上, 沿著流體流動(dòng)方向, 當(dāng)夾角θ 在0- π/2變化時(shí), 局部Nu隨著  的增大而增大, 而當(dāng)θ在 π/2-π變化時(shí), 局部 Nu隨著θ 的增大而急劇減小, 并趨向穩(wěn)定。這是因?yàn)樵谶M(jìn)口段, 流體主要以橫向沖刷管束的方式流動(dòng), 當(dāng)從 0開始增大時(shí), 流體在管束表面的流速隨之增大, 當(dāng) θ = π/2時(shí), 流體流通面積達(dá)到最小, 也就是流速達(dá)到最大, 故此時(shí)Nu亦達(dá)到最大, 而當(dāng) θ在 π/2之后進(jìn)一步增大時(shí),由于流速的減小與管束表面的流動(dòng)邊界層的增厚,使得表面 Nu又急劇減小并趨于穩(wěn)定, 這一現(xiàn)象在管束廣東四氟冷凝器

No.1 和 No. 2表現(xiàn)得最為明顯。然而仔細(xì)比較不同管束 Nu的分布, 可以發(fā)現(xiàn)隨著管束序號(hào)的增加, Nu的變化趨勢(shì)亦有一定的改變, 其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: (1) Nu 的增大與減小幅度變小了;(2)Nu出現(xiàn)最大值時(shí)的位置前移了, 即 θ = π/3時(shí) Nu將出現(xiàn)最大值, 并維持一段平穩(wěn)的空間; (3)最后一排管束的Nu將出現(xiàn)波浪變化。以上這些細(xì)微的變化對(duì)于無擋板的情況表現(xiàn)得更加明顯。 廣東四氟冷凝器

    通過比較可以看出安裝流體分布擋板后, 局部Nu的分布出現(xiàn)了幾個(gè)細(xì)微的變化: （1） Nu比無擋板情況下要提高; % 不同管束之間Nu的變動(dòng)幅度比無擋板時(shí)要小; （2）同一管束 Nu沿 θ 的變動(dòng)比無擋板時(shí)要大。這主要是因?yàn)橥ㄟ^安裝流體分布擋板, 殼程流體的分布更加均勻, 入口段橫向流動(dòng)的速度明顯增加, 而軸向流動(dòng)速度顯著減少。廣東四氟冷凝器