曲面折流板换热器性能的检测与研究
折流板是管壳式换热器壳程内的主要元件，其作用主要是增强流体在管间流动的湍流程度，增大传热系数，提高传热效率。折流板常用的形式是平面弓形结构，这种结构存在易产生流动死区，流动阻力损失大，传热效率低等缺点。因此，通过改善折流板结构形式来提高换热效率和降低压力损失有着重要的工业应用价值和理论研究意义。
首先对曲面弓形折流板换热器结构进行了分析，设计并制作了可进行对比实验的曲面和平面流板换热器试样。为便于分析比较，曲面折流板换热器和平面折流板换热器试样采用相同的外形尺寸，同时为了方便管束的拆换，并降低由于管程和壳程材料不同而产生的温差应力，采用浮头式换热器的结构形式，这样就可以只制作一套有机玻璃壳体和两套不同形式的管束，即节省了成本又能保证两套设备在其它尺寸上的一致性。
其次，设计并制作了可对换热器折流板前后流场进行测量的流体测试系统，同时设计并安装了可测量流量、压力、温度等参数的传感器，并对所使用的测试系统进行了标定，得到了测量信号与所测参数的函数关系，通过自动测试程序方便地进行数据读取和记录。
第三，对已制造完成的曲面弓形折流板换热器和平面弓形折流板换热器试样进行了传热系数实验、压力降实验和流体速度测量实验。结果表明：曲面折流板能够改善流体的流动状态，降低压力损失，减小流动死区，可有效地提高传热效率。
最后，将实验结果与同尺寸的曲面弓形折流板换热器和平面弓形折流板换热器试样的数值模拟结果进行了对比，结果表明：实验结果与模拟结果趋势一致，曲面弓形折流板对壳程流体流速分布有改善作用，增大了有效流通面积，提高了换热效率，减小了压力降。
曲面折流板;换热器;结构设计;数值模拟;传热系数
北京化工大学
硕士
化工过程机械
戴凌汉
2009
中文
TK172
84
2010-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）