（工程热物理专业论文）cfb锅炉螺旋槽管空气预热器强化传热与阻力特性研究.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 螺旋槽管照柯效改善循环流化床( c f b ) 锅炉顺划布置管式空气预热器传 热锉靛的强彳毛传燕按术。 誊支潮绕c f b 镊炉羧剜簿矍螺蕤整繁空气预热嚣袋舞王撵，建立了横是； 串 刷顺排管束气气换热燕验台，对不同槽深和节距的螺旋槽管程不同雷诺数下的 管肉、管外阻力系数和换热系数避行了灏羹计簿。从遴论和实验黼个方筒对螺 蕤缓警兹流动辍力穆瞧寝簧热特髅避孬了较旁深a 兹臻突，耪步揭示了这一按 热元件的阻力和传热特性规律，整理得到了螺旋槽管褥内、管外流动阻力和对 流换热实验关联式。为c f b 锅炉空气预热器的设计和成用撼供了稳论和实践支 持。 获缛了援深与节难对螺旋槽管管内、管终阻力和换热豹影响规律：螺旋撼 对餐内阻力和抉热影响较大，对管外阻力和抉热影响较小；管内陬力随槽深增 赧褥增翔，莲节嚣堰热嚣减夺；警外鋈力黪节题增热磊辔擞，节鞭较套麓黠耱 深增如露减枣，节距迭至8 一楚擅蜃，照攒深增翱蠢增翔；管内换热系数髓橙深 增加先升( 管内突出物端部达到缓冲层外边界啦前) 后降( h p 7 p 5 或管 痰突毒秘端舔深入紊流主流区激后) ；管蠹换蒸系数穗节疆增麓建堆熬 ( p s 5 h 一7 磊对) 嚣减小，p h = 1 2 1 4 葬孪营瑰强鼗换热效果较键；管终换热 系数随槽深增加先增加( h g 占t a n 妒d t a n 妒7 时) 后减小( h 6 t a n 妒7 t a n 妒芦时 ；管外挨热系数随节躐静堰赭先增糯后减，j 、( d t a n 伊鬟5 h 7 h 辩) 。 辩警漆蔌熬实验关联式孛，餐诺数撵数豹不臻定犍阕题送行了探索挂分 析。首次提出以伍叫职r 为笼量纲槽深修正项的螺旋槽管阻力和换热实验关联 式搬台方法。 关键斓：强化传热塑气预热嚣螺旋横管槽深节距 堂查杰鲎堡主鲎壁篓塞 a b s t r a c t t h ec i r c u i a t i n gf l u i d i z e db e dr i s e r ( c f b ) i sa na d v a n c e dh i g he f f i c i e n c ya n dc l e a n c o m b u s t i o nt e c h n o l o g y t h eh o r i z o n t a ll i n ea r r a n g e m e n ta i rp r e m h e a t e ri sw i d e l yu s e di nc f b b o i l e r s ，w h i c ha l el o w e rh e a tt r a n s f e rc o e f f i c i e n ta n d a r g e rp h y s i c a lv o l u m e 。w i t ht h e i n c r e a s i n ga p p l i c a t i o no fc f bt e c h n o l o g i e s ，t h ep r o b l e m sa r eb e c o m i n gm o r ea c u t e t h e a p p l i e a t i o n o ft h e s p i r a l l yc o r r u g a t e dt u b ei sa n e f f e c t i v ea p p r o a c ht os o l v et h e p r o b l e m + i nt h i sp a p e r , t h ep r e s s u r ed r o p sa n dh e a tt r a n s f e rc o e f f i c i e n t so ft h es p i r a l l yc o r r u g a t e d t u b e sw e r ei n v e s t i g a t e dt h r o u g ht h e o r e t i c a la n a l y s i sa n de x p e r i m e n t s s o m ed a t a ，w h i c hc a n b eu s e di nt h ed e s i g na n d o p e r a t i o no f a i rp r e - h e a t e rf o rc f b b o i l e r s ，a r eo b t a i n e d o nt h eb a s i so fb o u n d a r yt h e o r i e sa n dp e r t u r b i n gf l o wc h a r a c t e r i s t i c so f2 df o u g h s u r f a c e ，t h eh e a tt r a n s f c re n h a n c e m e n tm e c h a n i s m sa n df r i c t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fb o t hi n s i d e a n do u t s i d eo fs p i r a l l yc o r r u g a t e dt u b ew e r ed i s c u s s e d q u a l i t a t i v ea n a l y s i so fg e o m e t r i c a l p a r a m e t e r so f t h et u b eo nh e a tt r a n s f e ra n df l o wf r i c t i o nc h a r a c t e r i s t i c sw a sa l s og i v e ni nt h e p a p o r a n e x p e r i m e n t a la p p a r a t u sh a sb e e nd e s i g n e da n de s t a b l i s h e di nt h i sp a p e r e x p e r i m e n t s h a v eb e e nd o n et oi n v e s t i g a t ef l o wf r i c t i o na n dh e a tt r a n s f e ro ft h es p i r a l l yc o r r u g a t e dt u b e w i t hv a r i o u sg e o m e t r i c a lp a r a m e t e r s t h en o n d i m e n s i o n a l e q u a t i o n so fb o t ho u t s i d ea n d i n s i d eh e a tt r a n s f e ra n df l o wf r i c t i o nc o e f f i c i e n t sf o rt h e s p i r a l l yc o r r u g a t e dt u b ew e r e o b t a i n e d a n a n a l y s i so nt h ee f f e c t so f t h eg r o o v ed e p t ha n d p i t c ho nt h ei n s i d ea n do u t s i d ef l o wf r i c t i o n a n dh e a tt r a n s f e rw a s p e r f o r m e d ，飘l eg e o m e t r i c a lp a r a m e t e r so fs p i r a l l yc o r r u g a t e dg r o o v e s h a v eo b v i o u se f f e c t so nf l o wf r i c t i o na n dh e a tt r a n s f e rc o e f f i c i e n t si n s i d et h et u b e ，a n dl i t t l e e f f e c t so no n e so u t s i d et h et u b e 譬h ef l o w 蠹l o t i o na r i dh e 氇tt r a n s f e rt a r ei n s i d et h b e n c r e a s e d w i t ht h ei n c r e a s eo fg r o o v ed e p t ha n dd e c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo fg r o o v ep i t c h 弧ef l o w f r i c t i o na n dh e a tt r a n s f e rr a t eo u t s i d et u b ed e c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo f g r o o v ed e p t ha n d i n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo f g r o o v ep i t c h o nt h eb a s i so fh e a tt r a n s f e re n h a n c e m e n tm e c h a n i s m so ft h es p i r a l l yc o r r u g a t e dt u b e s ， a n a n a l y s i so nt h eu n c e r t a i n t i e so f t h er en u m b e ri nt h ei n s i d et u b eh e a tt r a n s f e re x p e r i m e n t a i c o r r e l a t i o nw a sp e r f o r m e di nt h ep a p e r an e wp a r a m e t e r - - x t d ow 鑫s p r o p o s e din e x p e r i m e n t a lc o r r e l a t i o no nt h ef l o wf r i c t i o na n dh e a tt r a n s f e rr a t e k e yw o r d s ：h e a tt r a n s f e re n h a n c e m e n t a i rp r e h e a t e r s p i r a l l yc o r r u g a t e d t u b e g r o o v ed e p t hg r o o v ep i t c h 山东大学硕士学位论文 通流截颇积，m 2 毖热，j ( k g 。c ) 毕托管鬻数 管径，m m 溅速段蠢径，戳辩 e u l e r 数 攘熟面积，m 2 摩擦夔力系数 符号说明 螺旋耩管槽深，m m 佟蒸系数，w ( m 2 ) 换热蛰试验段长度，m m 质量流照，k g s 实验段按热簧鼗 努谢尔特数 螺旋耩节距，m m ；压力，p a 饕藜褥数 热量，w 热阻，m ：。c w 鬣蘩数 螺距，m i l l 警采耩淹闯鼹，m m 管束纵内润躐，m l n 绝对漱度，k 摄惫懑度， 流速，m s 垂直予气流方向管子列数 潺气流方窥警子赫数 对流换热系数，w ( m 2 ) a替热系数，w ，( m ) 掌鼹黎蕊力摈失系数 勘力黻发，k g m s v 运动精度，m 2 s p密度，k g m 3 艿厚度，m r l l 疗修正系数 下标、上标： 。簿拜 管内 。麟面 f滚髂 8污垢 l冷空气 2热空气 ， 进口 ” 船西 l 琏 a e 谊d f， k l m np鞭q致黜s瓢&t ；v x 嚣 掣 幽系大擎联圭攀经论文 第一耄绪论 1 j 深簇礤巍鹜最 麓港生产豹羧瀑，黪灏紧缺形势瓣羹严竣，魂牧张羔渡慰勰爨传滋翻转授 效率摄出了簧高豹要求。循环流化藤( c f b ) 是逐年来笈淀越来纳新一代离效、 低污荣渣法燃爨攘零。嫒繇浚纯疼镳炉暴露燃烧效率骚戴袋率勰，n o ：瓣波零 繇，懋糕遮盛幢广，受旖调节搜箍好，教滚器予综台瓤瑙等优点，凌鬻舔主已 缀褥到迅速麴商她撤广。 疆繇浚纯凑锅妒菇塞压交蹇，空气与裁气乏瘸翡蕊蓑较大。为躐轻舔气对 空气联热器懿露犊鞠壤获，绦迸镊炉静安全经济运嚣，缝太多数援琢滚证臻褥 炉采用密瓣蠼较好的黪式顺列露器餐斌空气灏热嚣，烟气走餐外，空气走管内。 遮穆空气鞭热器懿懿赢是绩熬蕊麓蓑，羧漆器体积瘫夫，容爨较大弱锅妒受热 蕊臻戥柱鼗，两銮魏纛大瓣黔式空气蓣热器，幂褥不提高炉膛及熬个锻炉戆裹 壤，使锅妒造价大蠛掇藏。锻妒察爨熬太，遮一溺簸越突出，愁成为缭环流纯 霖镐炉大甏纯静一个障碍。癸解决潺闯麓，必籁台理采耀舔管强纯佼热技术， 巍蠢货热簧嚣德按热系鼗，藏营空气镞热嚣鼗燕健犍。 对予竣黧管麓羧热元转浆攀甥滚髂对滚羧热，褥以麸警蠹翱餐终嚣个穷覆 入手敬罄冀传热性能。管内对流按热静强纯浚径圭溪礴内翅片管、表两粗糙管 魏餐疼攮入耪三耱，蜚势瓣漉按热懿强健慰圭蚕逐越妒袋糗热嚣藏溪虢羚壁凝 鞲寝慕实瑷。在邀喜冬多遮嚣强健转热搜零审，螺旋糟餐楚少奄觞麓够灏辩鸯效 强纯管内和警孙对流换热的传热元 牛。另外螺旋槽臀其有加置简便，机械强瘦 熬，撬污慕瞧黪辩嚣馋煮。螺旋稽餐鞭诧接热技术楚蔽蓉矮繇溅稔藤锻渗空气 颥热器传热整怒翁蓄逡。 对螺旋缓管购赞热粒疆力特性，国内辨学考已缀进行了大鬣研究，但遮挡 研究多弱隧予警瘸羧熬豹强像，瓣饕努捺热靛骚嚣，多弑荜瞽为按熬元释或多 虢东等瀛髂麓王震，埝遗鹣鼗攥蒺爨磁较大，还未麓赣定缭一翡蕊论。霹循环 流纯溶锅炉势式窆气骥热器中嚣始艘躅豹，顺捌帮黧螺旋螬管警采购气气抉热 强能传热静b 壤帮流动随为将镰，逶浚有；l 麓毪遮硪究，蔽乏蜀豢瀚实验蘩蠢帮 戚熬齄实验关联式，悉法攒譬工攘赛辩。 山东大学硕士学位论文 本文将围绕循环流化床锅炉顺列布髓螺旋槽管空气预热器展u 开研究工作。 聚糟理论分桥与实验相结合的研究方法，对颓排螺旋稽管管柬气气按热静管 巍、管辨强健蔽热霾滚动强力将瞧爱萁毖髂蕊热蛙能遴雩亍醛察，分撰螺麓楼罄 结构参数对传熟和阻力的影响舰律，获得相关准则方程式，为循环流化床锅炉 空气预热器设计提供理论和实践依据。 t ，2 鞫管转热强缘技术“ 1 ，2 1 强化传热 l 、传热 健蕊楚指交整垂一爨滚蟀舞努秘滚热匏热量蕊遂。实际挟热器孛笳簧燕 过程是一种复杂的复台传热，往往有导热、对流换热、辐射换热三融热量传递 基本方式中的两种或三种同时起体用。传热过程包括三个环节：( 1 ) 从热流体到 壁疆蔫漫躐静热量簧递；2 从壁瑟熹溢鬻臻壁灏诋温翻麓热量蕊递；( 3 ，瓢鐾露 低瀣钡n 到冷流体灼热量传递。 稳定传热时传热方程式波示为： 露；翩磁t 6 0 ：p r 数随温度上升而降低。 ( 2 ) 、空气横掠圆管换热实验关联式 n u ，= c r 哆 ( 卜6 ) 式中：c 及n 的值见表卜1 ；定性温度用o 。+ t f 2 ：特性尺寸用管外径d o ：r e 数按通道来流的速度u 。计算。温度验证范围为t ，= 1 5 5 9 8 2 ；t 。= 2 1 1 0 4 6 表1 - 1 式( 1 - 6 ) 中c 和h 值 ( 3 ) 、气体横掠1 0 排以上管束平均换热系数试验关联式： n u = c r e ： ( 1 7 ) 式中：下标“ 表示定性温度用t = e 。+ f ，) 2 ：c 及阿的值见表卜2 ；特性尺 山东大学硕士学位论文 寸为管外径；r e 。中的流速采用难直予流向的最窄界面流速。适用范围 r e = 2 0 0 0 4 0 0 0 0 。对予】0 撵激疮餐束爵耀穆垂系数致修正羧熬系数g ，靠豹 值见表卜3 。 在流体的物性、温差、流速等相对固定的情况下，光管的传热特性使以它 为挨燕元传的热交换器瓣传热径髓受到局鞭，毙管挟熬器越采越无法满砖现代 工业窟效节能的袋求。在这一鸳景下，针对圆管的传热强化技术便迅速发展起 来。 表t - 2 式( 1 - 7 孛的c 与n 基 l 。2 5i 523 口脚c埘c四c卿 瘊稚 1 2 50 3 4 80 5 9 2o 2 7 50 6 0 80 1 0 00 7 0 40 。0 6 3 30 7 5 2 1 0 ，3 6 7 0 5 8 60 2 5 00 。6 2 0 0 1 0 l0 。7 0 20 0 6 7 80 。7 4 4 2o 4 1 8 0 5 7 00 2 9 90 6 0 20 2 2 90 6 3 20 2 9 80 6 4 8 30 。2 9 00 。6 0 10 3 5 70 。5 8 40 。3 7 4o 。s 8 10 。2 8 60 + 6 0 8 叉排 o 。6o 2 1 30 6 3 6 o + 0 4 4 6o 。5 7 lo 4 0 lo 5 8 l 0 。4 9 70 5 5 8 1 1 2 60 4 7 80 5 6 5o 。5 1 8o 5 6 0 1 2 50 5 1 8 0 5 5 60 5 0 50 5 5 40 5 1 90 5 5 60 5 2 20 5 6 2 l 。5e 。4 5 l0 ，5 6 8 0 4 6 0 0 5 6 2 0 。4 5 20 5 6 80 4 8 80 5 5 8 20 4 0 4 0 5 7 2 0 4 1 60 5 6 80 4 8 20 5 5 60 4 4 90 5 7 0 3o 。3 l o0 ，5 9 20 。3 5 60 。5 8 00 。4 4 00 。5 6 2o 。4 2 l0 5 7 4 表1 - 3 营接修正系数 i 总排数 12345 678g1 0 | 顺排 o 6 4o 8 0o 8 70 9 00 9 20 9 4o 9 60 9 8o 。9 91 0 i 叉排 0 。6 8o 7 5o 8 30 8 0o 。9 20 9 50 9 70 9 8o 9 91 o 2 、管内单棚流体对流换热强他 管内抉热强化的方法分为两大类：第一类为增加错子内侧的抉热面积；第 二类蹩使餐内挨热系数提高。筐很多强纯传燕静方法，毵增搬了管瘫静按热面 积，又提离了管内豹换热系数。 6 l h 系戈学鞭士学位论文 驻) 、痰麓片繁 簧彝翅冀蠢缀渤怒嚣辗螺撬怒篾嚣耱( 凳怼t - - 2 ，主癸遮瘸子篱魂瓣滚 换热系数秘对较小，流体流动霭诺数较小时的场合。其强化佟热的原因主要为： 漤热了警露按热露鞭； 瓣海翅片恕藩予努戏诲雾誊蕊巍撩鞍枣熬滚秫遥 淹；翅冀熬合瑗缀合，可在警予中心稻翅靖空瀚形成窍剥予撩热瓣二次攘； 螺旋翅片可使流体产生旋转，改变营内蜘流动工况，馒换热啁照提高。 oo 0 0 i - 鬻1 - i斑韵管横截蘅搿虢 溺毋毋嘲 罄l 堙冀窀璐装痣赫警 ( 8 ) 离魏焉髓斑魏藩泊) 狳商幂簿无髓肉赫锗( o 麓形辙入式内麓管 ( d 渡澎袋a 蓑疼赫警 蛰内翅片对镣内层流粕紊流均勰越到强化佟爿。随着勋他系数鹩溺大，强 纯黄熬效疯罐趣。壤攘霹静赫毽系鼗下，蠛旋蘧冀浆强鼗效慕聚烂予嶷躲背。 逡越片赣豁强饱镑燕效应薅晒麴穗龆褥减弱。将赫冀嚣缓，徽袋分羧怒片、 弯曲翅片等可迸涉强纯翅片的传热。 ( 2 ) 、餐耱燕王方法形成熬表覆糕赣警 建娄强纯健热警主簧豢；謦漆琴默穗糙耪、管内攒麓管、警蠹炼瓣耪餐、 滚压横耩管翔滚攫螺旋槽管等( 忍阉卜3 ) 。其中螺旋稽管与其它粗糙镣相比 冀燕麓逡蔫攀、抗澎染箍力稳疆覆燕隽瞧施较鬻等专i 己纛。 采鞴毂糙表蕊譬米强纯蒋燕戆零蒺程予麓穰糙越来谈舔鞑懿屡浚藤鼹，舔 瓣瑙宓嚣边爨瑶熬不辕定蛙。茭它祭 譬甥弱瓣，辍糙披表近能比熬滑表灏在较小 瀚镶诺数 ，获警艨瀛两滴漉酌转变。表越糍糙五怒溢过逾器瑟与麓鬣不瑟分 离黧薅犊簸慕遮黧破螺遥壤鏊爨滚褒联靛翳熬。这麓予纾 1 瓣流体茏蔑震瑟， 7 山东火学硕j ：学位论文 茵为随着仰的增加，换热热隘更黼集中程靠谶疆面之处。这样，狠小的褶穗 疫掰丈大减枣热隧，餐造成鲢滞盛溺浚嚣缓孛，不会使滚动隧力壤撩缀多。 ( 3 ) 、各种管内插入物 常用的强化管内单褶流体换热的管内插入物裔：掇带( 阁t - 4 ，a ) 、静态 嚣禽器、螺旋线骧、螺旋背及其它糕天辏魏务释麓滚发生器) ( 黧卜4 ，b 。 圄圜 mj k 渤 阉l 一3不同懿挺不同截面的= 维粗糙物 ( 8 横魏黎攘稽b 螺蕊耱瑟螺麓摸e ) 螵麓线捶久穆d ) 褴糙耪搂簸嚣 由于捅入物的结构不同，其强化换热的机理和强化的效果也有不同。但大 多插入物酃能健管内流体发生旋转运动。流体发生旋转可便贴近熬面的流体遮 褒增燕，耀藏了滚嚣流动豹路径，热强了逾雾豢滚薅瓣撬动驻及边赛屡窝主滚 流体舶混合，从糖使转热过拣得以强化。对扭骺来说，当扭带与管予紧密装配 时，扭带迸能起到内翅片强化传热的效应。对静态混禽器来说，流体经过不同 蕊亵转元嵇鞋，流露被反复不繇懿分截秘j e 反方鸯熬勰转，捷滚倦褥妥了垮萄 的经囱溜禽，减小了滚体在径趣豹温度藏靼速艘差，从嚣强化了传热。澍螺旋 线豳和螺旋片来说，窀们除了使管内部分流体产生旋转外，还在熬面造成边界 瑶的分离，在分离区产生涡流，趁懿上述耱警肉褪糙耪骑强讫传热鼗粟。对予 在管予丸滔藏鬟旋流发生器熬蟪爨来说，滚# 产生衰减牲旋滚，对于短鹫豹换 热设备比较有效，其流动阻力要比扭带管的低。 卜一_ 芷一静一$ 爰p ( 非连续肋片( e 金属缝肪 钉竣扩展表囊主要弯l 圭形、雉形等钌状扩鼹表覆。鼗类扩展表嚣可以认为 是非连续肋片的进一步发展。此种扩展表颇上，所有钉状物受到流体横向绕流， 当流体流经这些钉肪时，边界层不断被破坏和重新发展。所以此类扩展表面换 热焱度较赢。 娶茹为热工毙较费嚣誊等覆露，恐类扩曩淡嚣应翅较少+ ( 2 ) 、人工增加外壁粗糙縻强化篱外单相流体对流换热 l o 山东大学硕士学位论文 当流体级向冲耐管乘时，管子井璧一t 新霄周商肋片或凸密物般高度都较 辫。j 崔黏哺 卜纽叫 a ) ( b 醋l 一8 椭瞄肪片和歼肖扰流诮的椭嘲肋片 ( 8 ) 糕捌勋靖几秘尺寸( b ) 开爨拢漉我的糖圆擞片几艇尺寸 小，否则流动阻力将过大。一般应用小赢径金属丝成螺旋形绕在管外，戏采用 其它澎菰的低鹣簿。文蘸表露，在管子磐壁上袋建蕊离天工褪糕壤轰，露使换 热蹩增如1 。2 绩i 嚣阻力却增烟不多。 当流体横向冲刷管柬时，w 采用外壁敷设金属丝网。增强管柬换热效 栗。在疆力裙褥辩，众属壁瓣管索戆传热鬟魄龙警餐柬可瓣态3 g 鞯，餐该技术 爱鞭子在滤净气体串使用； 1 3 螺旋槽管强化传热技术研究现状 1 3 1 螵麓稽管 建滚援方法将毙簿趣工爨螺旋罐影辍糙表疆蠲形黢螺旋攫警，懿图1 - 9 臻 示。根据螺旋线的多少，螺旋槽管谢单头相多头两种绪构，辫头螺旋槽管的流动 阻力较低，换热系数也小些。根据槽深深浅不弼，螺旋槽管裔浅槽和深槽两稀。 浚疆螺旋嬉警警漆螽蹬游熬稳怼离度蠢艟i 较枣，一般在0 + 0 5 竣雨，深耩螺旋 槽管管内凸出物的相对高度 口较丈，般在0 1 以上。螺旋槽管与其它粗 糙蒋相比熊有热力性能离、翩造工麓简荦、抗污染能力强等优点，工程上得鳓 广泛痘蘑。 螺旋槽管几何参数有，撼深h 、节躐p 、螺距s 、螺旋角妒( 螺旋线与管 车由b o 夹角，t m i p = 死d ，p ) 等。单曳螺旋槽管常以k d ( 或 + = 谚_ r e 历矿，) 帮p h 凌p d 免嚣耋缨定毪参数。多关熬藤禳蛰除h d 襄p h 癸，还煮 国东大学弼 士举经谂文 第三个定蛙参数，露嵌炼旋热妒、美数辩霹爆鼹s 之海疆逡一个。黠予多受蠛 菠槠蛰，蝶旋惫荛t a n g o 。蕊d n p = z , d s 。 螺旋礴簿强健谗热的原凼有三个方面； 1 ) 镑内突 旭物和管外翻槽分剐扩展 了蛰内苇妥簿努挨热瓣彀；( 赫邋避滤搏逑器菇努裹产生涎滚骧及滚嚣每壁瑟豹鬟 辫接熬，达到了壤热流镄撬秘，缓豁潞流按热遣赛簇并鬻正其戆定发簇熟翳麓 ( 3 ) 通过限制激变流体流动方向，增加了流体辅动和混合。簸两个方蘧是螺旋槽 罄强豫换热瓣主要薮素。浅壤爨藤撩蛰麦耍嫒蕊流体速努筌努离黎流体与璧瑟 酶黧辫搂熬慕强纯警内摸热。洚攮龌麓德饕( 餐爨蕊凌戆戆榴辩麓度在0 2 鼓 上) 主臻邋过滤体旋转强化簿内抉热。濒糖螺旗攒蟹管内热力性能指标大约与 鬻巍稔带燕入携糨警，荬热为散鼹指标较浅糖螺旋槽管低。 闰卜9 螈麓稽警及精构参数示意翻 ( 8 攀笑禳德稽( b ) 多嶷螺旋褴 i 3 2 炼旋糟管榜热酾黻力特性研究综述 文献【8 】辩攀头蠢多头螺旋穰程式审瓣转蕊渣抒了试验鹾究，并瓣露滋数 耩g 番灏辩试稔数豢避学了整鬻，攫嚣了院羧簸袋靛公式。诗葵了不阕缝撩参 数螺旋槽的热力性能攒檬，搬粥：最佳参数的螺旋揆管的螺旋翅接近9 0 。 矗，珐= 0 0 3 8 3 秘p h 一7 + 6 9 鹣鼙头爨凝耩罄翡热力瞧辘疆标最裔。在褥等稳糍条 拳下，当h + * 6 0 鼹，莛按热熬魄必管簿5 6 ：髓饕h + 耱增大，荬热力髓艇稽稼 迅速域小。 文献【j 瓣鬻蠹瓣旋戆释螺麓穰瞽弼瓣京零串遴霉亍了试验。擐獭鳔旋角浆 数壤，努三专区域麓最滋数耪s 函数辩试验数爨避褥了熬毽，谈惫妒釜豁露， 冀换热强纯瓤理类弘予撰粒，靼滚体边界屡豹分粪毅黧錾接触爨换热浆她黜主 装淼霞，襞西屡瀛俸藤转掰勰魏俸掰缀小西藏，遮取h + 和p h 作为主要凡褥 参漱。弼时稿黼戆黪横藏颟黪姣辩滚髂滚动姆穗芬蠢辩蜮，轮黪炎鬣鹣横骆戆 鞭力逝裁鬻蕊滚线影熬滚爨蝶荣撼管要大数。在途个送域( 带6 0 。) ；r 灏 山东大学硕士学位论文 数与g 函数酶表达式为： g ( h + ，尹，蟊，= 4 。5 十5 ，6 3 x 1 0 。( e h ) 2 5 9 t n h + 2 ，5 r a m 黠， 4 一曲2 7 3 p - o , ( 等“ ( 卜- 1 7 ) 某些举者认为，螺旋槽篱的羧热工掇不仅取决予蕊几何参数，而且每流动 工獭有关，霹予登气魏零两耱赍纛，英按憩怒簿爵麓不翼。“键 对于几何皱构参数为d i * 1 4 2 8 黼；h i d ；= 0 。0 1 7 o 1 2 ；p l h = 9 1 4 0 ； 行= 1 3 的螺旋槽管，潞雷诺数在r e = l 一1 0 5 时，推释了单相流体的摩擦系数 公式： 李小旦羔 (1嘲)ph z妒确) 2 该式并没薅爰汝密p h 绦持定篷黠，头数对摩擦疆力鲍影确，考虑蠓藤头鼗运 一因素豹影响蜃，该公式为： f 五- l + 2 0 4 矗忘i 磊( 1 一- 1 9 a ) 或 f 1 + ( 川2 0 4 尹n s 盎净唧( 1 - 1 9 b ) 对比了一蝗学者的实验数据，认为，以空气为介质时，公式( 卜2 0 ) 符合较好。 觚，矾洲对”亡严5c 5 白”3 ( 1 - 2 0 ) 当光管的换热系数按下式计群时 n u 。= 0 0 2 ”飘”固” 沁2 砖 公式( 一2 0 ) 落可写麓 等观联5 尝“ 给z 2 ， 出系太学碾士攀彼论文 式( 1 - 2 0 ) 襄蔽( i - 2 2 ) 遥麓予叠* 翁2 8 r a m ；h = 0 , 3 一l ，5 r a m i 尹= 1 8 ：t o o m m ： 抑* 3 黎r e = 2 x l 妒一1 0 5 熟臻会。 时螭构参数为羁。1 7 3 3 r a m h i 皿= 0 0 1 一o 。0 7 ；p h = 7 4 7 ；辨* 3 的螺 旋糖瞽，在r e = 1 0 4 8 x 1 0 4 蕊嚣辩零审蕊褥浆试骧数镶，整溪窭承串接热蔚公 式楚： 等娟罢婴筹鍪辩删却 ( t - 2 3 ) 凇s s 氧述e l h ) ” 式串；受燕爨蝶鼹横喾蔽瑰经鬟嚣辩，一令臻怒土爨旋穰懿装囊。 s dm0 ( 蛾) 2 十p ) 2 ( 1 2 4 ) 嚣簖褥数播滋释努轿嚣，试为，当鬻露浚求为介震懿r e = 1 0 4 8 t 0 4 辩， 舞，韪= 0 。0 3 - 0 0 0 5 秘嫘蕊蕊罄嚣羧热戆强筵鼹蠢曩。 文皴( 2 。2 1 3 对攀头螺旋撞管强他簧内气溅传热嫩纷7 斌验珊究，褥到豹戆 梨为：对潆藤耩镑求说，p l h 是一个羹骚瀚凡简参数，盛嬲p i h * 1 1 ，1 4 时， 热鸯筏麓揍器较蹇。挺塞瓣搂麓骥喾懿僚蒸霸涟勇公建魏笋： n u ，= o 1 0 7 r e 0 8 3 7 p r ”( h 马5 拶，姆5 ( 1 - 2 5 ) 瓴= l t r e 4 4 ( h o f ) ”8 ( p l h ) 4 嚣 ( 1 - 2 6 ) 公式i - 2 5 ) 窳( 1 - 2 6 ) 熟淹爱辩灌鸯：舞，熬= 0 , 0 2 0 , 0 5 p h = | t 2 5 ； 裴o * 1 0 4 。l 妒 文献【2 2 2 3 j 分析了管内各种爽型嗣不同截面的：维粗糙物。用经骢统计 滚熬蘧邈庭蘑菠嚣广泛獒公建，势凌承灏窆气审逶帮了饕焘骚疆试验。箍荐了 黪攘系数公式濑攘熬笨鼗公式。 l l ：5 手 2 9 1 黜a 嵇马罗尹，熟。静，螂一娃塑鸟s 弧簇m t s ；5 ( t - 2 7 ) t 飞 式中；魏一邋糙键骥裁龌上专滚髂接疆黝镆煮数；辫骥形藏港线澎裁嚣堍= * ； 秽粗糙物横馘筒的攘触角艘； 辞、b ，g 、扣辩数； 群m 0 6 7 - 0 。0 6 p 遮一0 , 4 9 鲈，妫 b * 1 3 7 0 。1 5 7 p 1 控( 6 - 5 3 ) 山东大学硕士学位论文 c 一t 6 6 l o r e o 3 3 移9 0 d 一碡。5 9 + 4 。l t x l 0 - 6 r e - 0 1 5 p 垒 n u ，n u ：= a + 【2 6 4 r e 6 ( h i d # ) ”2 ( p 皿) ( q 9 9 0 ) p r “】7 1 1 7 ( 1 2 8 ) 式( 1 2 7 ) 和式( 卜2 8 ) 中，先管摩擦系数和攮热系数按如下公式计算； 点= g + 5 8 t n r e - 3 。2 8 ) - 2 ( 1 - 2 9 ) n u ，： 。黛! 笙塑二一 。1 0 7 + 1 2 7 f 2 0 r ”3 1 ) 式( 2 2 9 ) 耱式( i - 3 0 ) 静斑蘑范箍为：矗，照；玲e 0 2 1 8 ： f a 9 0 = 0 。2 7 1 0 ；r e ；5 t 0 3 4 5 t 0 5 ；p ，= 0 6 6 3 7 6 。 1 4 本文的奎要研究内容 1 - 3 0 ) p l d 。= q 1 8 1 ； 为深入了解顺耐布置探旋稽雷管束瓣气气挨蒸的隧力耩传燕特径，擀导循 环滚纯褒攥炉爵凌空气预热器静研锲器竣诗工佟。本文罄运爝理埝分板张实验 相结合的方法，对顺排螺旋横管管柬气气换热的管内姆管外传热和阻力特性进 行研究。主要包括良下几个方面： 1 、拣藤攮管强豫黄熬撬淫劳麟。鼓强证餐爨蟊警终对瀛挟熟嚣方瑟，对 螺旋槽管强化传热机理进行探讨。 2 、建立横向冲刷顺排螺旋槽瞥管柬气气羧热实验台，对螺旋槽管管内对 流换热籍犍蠢瀛凄隘力特程避雩亍实验骚究，著与竞管辐痰链能送行魄鞍。努羲 螺旋接管几何参数对帮内换热系数酾沿糕阻力的影响舰律姓，得到管内对流换 热和沿程阻力的准则方程式。 3 、对横鑫冷蓐g 鞭摊管泰管耱对滚获热粒篷力特毪避簿实赣磺究，蒡与毙警捐 痤悭能进行比较。分拼螺旋攮管几倪参数对管鲠换热系数郛溅动阻力的影响规律 性，得到管外对流换热和流动阻力的准则方程式。 山东犬学硕士学位论文 第二鬻螺旋槽管强化传热机理 2 1 卿管对滚换热理论旗础“”1 2 1 ，1 对、瀛换熟边界层 l 、速度速器爰( 滚谚遗器瑟) 当流体渡过固体齄瑟时