急冷器椭圆形套管传热性能的研究

炭黑工业要求在极短时间内将炭黑高温烟气的温度降下来,急冷器椭圆形套管的设计可以满足此项特殊要求。椭圆形套管是由普通圆管经过压制而成的,管壁厚度和圆形套管比较起来并没有改变,改变的是内、外管的横截面积。在相同工艺条件下(如流量、温度、压力),椭圆形套管比圆形套管有更高的流速而具有优良的传热性能,可提高椭圆形套管两侧流体的传热系数及总传热系数。

新型椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器研究

本文设计了一种新型椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器,该冷凝器采用套管结构,制冷剂在圆型内管与椭圆形外管之间的环形区域流动,同时与内管中的冷却水、外管外的喷淋水及冷却空气进行热量交换。以北京阜通地铁站为实测地点,对位于该站的圆管-管翅式蒸发式冷凝器运行数据进行现场实测,以实测数据为基础对椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器进行传热理论和机理分析,并通过Fluent数值模拟,将模拟结果与圆管-管翅式蒸发式冷凝器的实际运行数据进行对比。研究结果表明:当空气入口温度为27℃、空气流速为3~4 m/s时,椭圆形套管-管翅式换热器管外压降与圆管-管翅式换热器相比降低11.18%~14.65%;当喷淋水温度为27.5~33.5℃时,椭圆形套管-管翅式换热器出口制冷剂温度比圆管-管翅式换热器模拟值低2.66~10.21℃;当入口制冷剂温度大于44℃时,椭圆形套管-管翅式换热器出口制冷剂温度比圆管-管翅式换热器实测值低1.9~4.3℃,其总传热系数比圆管-管翅式换热器提高47.42%。

椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器传热性能实验研究

本文搭建了蒸发式冷凝器性能测试系统,采用控制变量法实验研究了迎面风速、喷淋密度、湿球温度、循环水温度、冷却水流量各参数变化对椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器传热性能的影响。实验结果表明:该冷凝器实验系统的最佳迎面风速和喷淋密度分别为3.1 m/s和0.0056 kg/(m·s),冷凝器管外空气压降随迎面风速的增大而迅速增加;随着空气湿球温度升高,冷凝器外传热过程的热流密度(即外热流密度)降低67.5%,而内传热过程的热流密度(即内热流密度)增大47.5%,依靠内传热过程的增强,冷凝器性能良好;随着循环水温度升高,冷凝器的内热流密度降低率高达64.6%,传热性能急剧下降;随着冷却水流量增大,冷凝器的内热流密度大幅提高2.92倍,总热流密度增大21.1%,传热性能显著增强;该冷凝器在低湿球温度、低循环水温度、大冷却水流量的工况下传热性能较优。