螺旋折流板换热器质心当量矩形通用计算模型

作     者：郑舒星 朱子龙 陈亚平 吴嘉峰 ZHENG Shuxing;ZHU Zilong;CHEN Yaping;WU Jiafeng

作者机构：东南大学能源与环境学院低碳型建筑环境设备与系统节能教育部工程中心江苏南京210096 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2020年第71卷第7期

页      面：3050-3059页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51776035 51976033) 

主　　题：传热 模型简化 实验验证 螺旋折流板换热器 质心当量矩形 

摘      要：现有螺旋折流板换热器(HBHXs)螺旋通道的截面积是按照通道中被管排阻挡的最小截面计算的,而实际的螺旋通道截面是由最小截面和管间的最大截面共同构成的,螺旋流是逐步通过最小截面的。由于按此最小截面公式计算的Reynolds数不准确,因此无法获得预测Nusselt数和摩擦因子与Reynolds数关系的通用关联式。提出了一种新型质心当量矩形(MCER)模型,以更精确地计算螺旋折流板换热器的螺旋通道的截面积和壳侧流体Reynolds数,并采用商用软件HTRI和文献的实验数据对MCER模型进行了验证,获得了较满意的结果。在相同条件下,按MCER模型计算壳侧Nusselt数Nuo的结果与采用换热器设计软件HTRI所计算结果的误差在-10%~5%范围内,与两组文献实验结果的误差分别在±18%和-5%~15%范围内,但其摩擦因子的公式结果与上述来源结果比较的误差都比较大,需要进一步完善。