楞型渦流發(fā)生器CaSO4污垢特性和綜合換熱特性數(shù)值模擬.pdf

1、渦流發(fā)生器是一種廣泛應(yīng)用的被動(dòng)強(qiáng)化傳熱元件，通常在換熱器的換熱壁面上以陣列形式布置，以產(chǎn)生誘導(dǎo)渦旋來(lái)減薄或破壞壁面邊界層進(jìn)而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化換熱。
　　對(duì)安裝有相同迎流截面積的圓形楞、矩形楞和三角楞等5種渦流發(fā)生器的矩形通道進(jìn)行了傳熱和流阻特性的研究。通過(guò)綜合對(duì)比，表明圓形楞渦流發(fā)生器是一種低阻高效的新型渦流發(fā)生器。并進(jìn)一步對(duì)安裝有圓形楞渦流發(fā)生器的矩形通道進(jìn)行了傳熱和流阻特性的研究。分析了在不同 Re數(shù)下，圓形楞渦流發(fā)生器的楞長(zhǎng)、布置方

2、式、半徑的大小和排列間距等幾何參數(shù)對(duì)矩形通道的傳熱和流阻特性的影響。結(jié)果表明，圓形楞渦流發(fā)生器的最佳綜合換熱幾何參數(shù)為：采用順排靠邊布置，楞長(zhǎng)為4/8H，半徑為2.5mm，排列間距在30~40mm之間。同時(shí)，這里還運(yùn)用場(chǎng)協(xié)同理論分析得出，矩形光通道和四種不同楞長(zhǎng)的圓形楞渦流發(fā)生器的協(xié)同數(shù)Fc均隨著雷諾數(shù)Re的增大而減小，而且其變化趨勢(shì)也越來(lái)越平緩，最終逐漸趨近于定值。其總體變化趨勢(shì)與強(qiáng)化傳熱的計(jì)算結(jié)果反映的規(guī)律是相一致的。
　　為

3、研究圓形楞渦流發(fā)生器運(yùn)行工況和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)換熱面污垢的影響。首先分析了CaSO4溶液的濃度、壁面溫度和入口速度分別對(duì)污垢沉積率、剝蝕率和污垢熱阻的影響。結(jié)果表明，隨入口速度的增大沉積率和剝蝕率均增大，而污垢熱阻值降低。隨著壁面溫度的增大沉積率、剝蝕率和污垢熱阻均增大。隨工質(zhì)濃度的增大沉積率、剝蝕率和污垢熱阻也是均增大。然后分析了圓形楞渦流發(fā)生器的楞長(zhǎng)、布置方式、半徑的大小以及縱向間距等幾何因素對(duì)表面污垢沉積的影響。結(jié)果表明，污垢熱阻值隨著

4、渦流發(fā)生器楞長(zhǎng)的增加先減小后增大，且在4/8H楞長(zhǎng)處出現(xiàn)最小值；隨著渦流發(fā)生器列間距的增大而增大，當(dāng)間距超過(guò)55mm后污垢熱阻值會(huì)逐漸趨向于光通道的污垢熱阻值；隨著渦流發(fā)生器半徑的增大而減??；相同列間距、半徑以及當(dāng)楞長(zhǎng)為4/8H時(shí)，順排靠邊布置時(shí)其污垢熱阻值最小。
　　最后，通過(guò)對(duì)不同結(jié)構(gòu)圓形楞渦流發(fā)生器的換熱面污垢和綜合換熱的分析，可以認(rèn)為，當(dāng)楞長(zhǎng)為4/8H、間距在35~50mm、半徑在4~5mm時(shí)，圓形楞渦流發(fā)生器都能保持一個(gè)