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实验装置

    实验流程如图 所示。通过图 的实验装置, 逐一对图 中 No .1-No. 9的管束, 在有挡板和无挡板情况下的进口段局部传热性能进行实验测定, 挡板的结构与参数按照文献中的优化模型进行设计。

    传热管总长度为 2 000mm, 其中实验段长度为 1 000mm, 在实验段区域中, 选取如图中所示的 A-A, B-B, C- C, D- D, E- E , F-F, G- G等 7个截面, 其中截面 A- A, B- B在进口区域内, 截面广东四氟冷凝器

G- G在出口区域内, 其流体主要以横向冲刷为主, 而截面C- C正处在轴向流动与横向流动的转换过程之间, 在截面A- A, B- B, G- G, C-C对称的半圆周上均匀布置 7对热电偶。截面 D- D, E- E, F-F主要为轴向流动区域, 在其对称的半圆周上均匀布置 3对热电偶。

   实验过程中, 通过蒸汽锅炉产生饱和蒸汽, 锅炉蒸汽出口压力控制在 0 . 01MPa( g), 在实验管的末端安装一疏水阀, 以便及时排出传热管内的冷凝水,空气流量用迪形管测量管道内空气的平均动压头, 动压头和压差均采用精度为 1 . 0 % 且分辨率为 0 . 1 Pa的差压传感器进行测量, 用变频器调节空气流量。实验中所有温度均采用经过标定的精度为 0 . 1 ℃ 且规格为 φ0 . 2mm的 T 型热电偶进行测定, 实验中数据均采用 HP34970数据采集仪进行在线自动采集。广东四氟冷凝器

    3.结果与讨论

    ( 1)进口段局部表面传热系数

    进口段截面 A- A和 B- B的局部表面努塞尔数 Nu 的分布图。从图 可以看出, 在截面 A- A上, 沿着流体流动方向, 当夹角θ 在0- π/2变化时, 局部Nu随着  的增大而增大, 而当θ在 π/2-π变化时, 局部 Nu随着θ 的增大而急剧减小, 并趋向稳定。这是因为在进口段, 流体主要以横向冲刷管束的方式流动, 当从 0开始增大时, 流体在管束表面的流速随之增大, 当 θ = π/2时, 流体流通面积达到最小, 也就是流速达到最大, 故此时Nu亦达到最大, 而当 θ在 π/2之后进一步增大时,由于流速的减小与管束表面的流动边界层的增厚,使得表面 Nu又急剧减小并趋于稳定, 这一现象在管束广东四氟冷凝器

No.1 和 No. 2表现得最为明显。然而仔细比较不同管束 Nu的分布, 可以发现随着管束序号的增加, Nu的变化趋势亦有一定的改变, 其主要表现在以下几个方面: (1) Nu 的增大与减小幅度变小了;(2)Nu出现最大值时的位置前移了, 即 θ = π/3时 Nu将出现最大值, 并维持一段平稳的空间; (3)最后一排管束的Nu将出现波浪变化。以上这些细微的变化对于无挡板的情况表现得更加明显。 广东四氟冷凝器

    通过比较可以看出安装流体分布挡板后, 局部Nu的分布出现了几个细微的变化: （1） Nu比无挡板情况下要提高; % 不同管束之间Nu的变动幅度比无挡板时要小; （2）同一管束 Nu沿 θ 的变动比无挡板时要大。这主要是因为通过安装流体分布挡板, 壳程流体的分布更加均匀, 入口段横向流动的速度明显增加, 而轴向流动速度显著减少。广东四氟冷凝器