新型靜態(tài)混合器傳熱及混合性能的研究.pdf

1、靜態(tài)混合器是18世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的混合裝置。當(dāng)流體流過靜態(tài)混合器時(shí)，流體產(chǎn)生分割、匯合等行為，從而達(dá)到強(qiáng)化混合和傳熱的效果。靜態(tài)混合器促進(jìn)混合或傳熱效果的增強(qiáng)都是要以阻力的增加為代價(jià)的，因而如何提高靜態(tài)混合器的混合或傳熱效果并降低其阻力是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。本課題研究了一種低壓降的新型靜態(tài)混合器-立交盤，并對(duì)其壓降、傳熱及混合性能進(jìn)行了測(cè)試。 實(shí)驗(yàn)首先以水、柴油、導(dǎo)熱油及麥芽糖漿等為實(shí)驗(yàn)介質(zhì)，測(cè)定了雷諾數(shù)范圍為1

2、×10-4～4×104條件下，含有立交盤管路的壓降，整合了雷諾數(shù)與摩擦系數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系式，劃分了層流區(qū)、過渡區(qū)、湍流區(qū)的邊界。本課題同時(shí)研究了立交盤靜態(tài)混合器對(duì)高粘流體傳熱過程的強(qiáng)化及出口的溫度分布。傳熱實(shí)驗(yàn)以麥芽糖漿為介質(zhì)，分別在水平管與垂直管中對(duì)比了空管與帶盤條件下傳熱效果的差異，整合了傳熱關(guān)聯(lián)式。在爬流條件下(Re＜0.1)，壓降約為空管的7倍，在層流條件下(0.1＜Re＜80)，壓降約為空管的10倍。在過渡區(qū)內(nèi)，壓降約為空管的10

3、～40倍，在湍流區(qū)內(nèi)(Re＞400)，壓降增加劇烈，約為空管40倍。立交盤對(duì)傳熱有較強(qiáng)促進(jìn)作用，在高粘條件下有較好的應(yīng)用，傳熱效果約提高二到四倍，出口溫度分布較空管明顯均化。在各向異性的加熱條件下，由于立交盤的液體換位作用的局限性，造成水平放置的換熱管內(nèi)上部液體始終在上部，下部始終在下部，因此如果配合螺旋片使用，換熱效果將會(huì)有所提高。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的原因，僅定性的對(duì)立交盤混合效果進(jìn)行了研究，總結(jié)了立交盤混合方面的一些優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了改進(jìn)方