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不銹鋼翅片管換熱器流阻
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對于換熱器來講,其發展在很大程度上表現為新材料的采用。由于許多場合存在嚴重的腐蝕現象,采用的對策一是表面防腐,另一方面是選用耐蝕新材料。目前應用的耐蝕新材料主要是金屬鈦管、哈氏合金、超級雙相不銹鋼、鋯管等。余熱回收換熱器作用效果受材料物性、表面積大小,特別是傳熱管的結構形狀、對流換熱的組織方式和強度等多方面因素影響。對換熱器用傳熱管,合理的功能結構不僅在于增加換熱面積,更重要的是通過多尺度的結構形狀來組織合理的流態,以達到極好散熱效果的目的。本論文主要研究了不銹鋼翅片管不同的翅片形式、翅片寬度、排列方式及翅片間距、入口風速對換熱器熱工性能的影響,以及流體的壓力損失,傳熱系數的變化規律等。通過對鍋爐余熱回收的實際測試,建立翅片和管束模型,利用FLUENT軟件模擬得到翅片的溫度場、速度場和表面換熱系數等數據。波紋翅片的溫度分布和換熱系數分布沒有平翅片的均勻光滑;在相同入口風速(2m/s)情況下,叉排波紋翅片的換熱系數比叉排平翅片增大約17.6%;在相同翅片形式和相同翅片間距的情況下,叉排波紋翅片的入口風速為3m/s時的換熱量比2m/s時增大約38.89%。適當的提高入口風速對增強翅片的換熱效果有很大幫助。入口流速為2m/s時,叉排翅片管換熱器出口溫度為380K(107℃),實測煙氣出口溫度為364.2K(71.2℃),相對誤差為4.3%;模擬的總壓降為52Pa與測試總壓降56Pa相差不大,相對誤差為7.1%,兩者吻合較好;可見數值模擬結果能較好地描述換熱器的工作狀況。

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