管内插入扭带强化传热的试验研究

来源 :中国原子能科学研究院 | 被引量 : 14次 | 上传用户:greenecho
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在管内采用扭带插入件进行强化传热是目前工业中强化传热应用较广泛的一种技术,因而受到人们的关注。迄今为止,关于扭带强化传热的研究已经取得不少成果,但这些成果或是在较高的雷诺数范围或是在较低的雷诺数范围获得的,应用条件有明显的局限性。迄今未见有流体在插有扭带管内处于中间流动(或过渡流动)状态的研究报道。而且绝大多数研究成果是在常压和较低温度条件下获得的,还未见有工质处于不同压力和较高温度条件的研究数据。现阶段人们在实际计算中,往往采用线性内插法或延伸湍流区和层流区传热曲线的方法,从而使结果存在很大的不确定性。建立热工水力回路对管内插入扭带进行空气传热和流阻特性试验,试验包括开式回路常压实验和闭式回路加压试验。试验段为套管,一次侧为空气通道,二次侧为冷却水通道,试验时沿试验段全长插入不同规格的扭带。试验主要参数如下:试验段长度2. 971m、内径44mm,扭转比1. 88、 2. 62、 3. 81,扭带厚度3mm;试验段空气入口温度150℃~700℃,入口Re数2400~45000,系统压力0. 1~0. 4MPa。试验系统地研究了在该Re数范围空气流动的传热和流阻特性,获得了不同压力、温度,不同扭转比下的数据。试验结果表明,在管内采用插入式扭带强化传热技术,可显著提高空气的管内换热系数,但同时也带来阻力的增大。流体的换热能力和阻力系数随扭转比γ的减小而增大,当Re较小时,这种效果更为显著。系统压力对传热的影响体现在使工质物性改变上,本试验温度范围内,温度对传热的影响并不显著。本研究在对试验数据整理分析的基础上,提出了空气在本实验研究范围传热和流阻特性的计算公式,并和现有研究结果进行了比较。
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