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正五边形管排方式管束传热和流动阻力特性研究陈水林;马培勇;许本海【摘要】The regular pentagon tubes arrangement(RPTA) waspresented ,and its heat transfer and flow resistance performances was studied and compared with those of the traditional positive triangle tubes arrangement (PTTA) by comprehensive performance evaluation criteria (PEC) .The results showed that in the range of 9 000 22 000 of Re number ,the Nu number of RPTA increased by an av-erage of 9 .3% and the Eu number increased by an average of 13 .4% compared with those of PTTA , respectively .The comprehensive performance evaluation factorηwas in 1 .00 1 .08 .It has certain ap-plication value adapting RPTA in high Re number .%文章提出一种正五边形管排方式,对其传热和流动阻力特性进行了试验研究,并运用综合性能评价准则(performance evaluation criteria ,PEC)将其与传统的正三角形管排方式进行了对比分析.结果表明:在雷诺数Re∈[9 000 ,22 000]范围内,正五边形管束比正三角形管束的努塞尔数 Nu平均提高约9 .3%,欧拉数Eu 平均增加约13 .4%,综合性能评价因子η在1 .00～1 .08之间,在高 Re时正五边形管排方式更具应用价值.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(041)006【总页数】5页(P748-751,756)【关键词】正五边形管排;传热特性;流动阻力特性;正三角形管排;综合性能评价准则(PEC)【作者】陈水林;马培勇;许本海【作者单位】合肥工业大学机械工程学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学机械工程学院,安徽合肥 230009;安徽环态生物能源科技开发有限公司,安徽宣城242000【正文语种】中文【中图分类】TK1230 引言换热器是传热过程中必不可少的设备,在工农业生产中尤其是粮食干燥领域具有广泛的应用。
1 换热器传热性能数值模拟方法1.1 换热器传热性能数值模拟实验装置在化工设备领域，圆形翅片管换热器各个参数对换热器传热性能的影响，是研究者长期以来关注的重要内容[1]。
根据圆形翅片管换热器参数问题的研究现状，一些前沿化的研究成果多集中于翅片间距、翅片厚度、翅片半径、翅片数目和换热条件等多方面内容。
在笔者看来，根据换热器翅片管的结构，雷诺数、纵向管间距及管束排列方式等内容对换热器性能的影响，也是换热器传热性能研究过程中所不可忽视的内容。
在分析上述因素对换热器传热性能的银杏是，人们可以借助碳钢板材质的内插翅片管矩形通风管道，调整换热器的管束排列与管间距。
根据一些试验人员在在相关实验中所采取的经验，矩形通风管道的管道长度可以控制为2000mm、宽度可以控制为350mm ；高度可以控制为360mm，管道之中可以安插9排差翅片管；翅片管的直径为16mm 或32mm ；厚度为1mm，翅片之间的间距可以控制为6mm。
1.2 物理模型与计算方法转换器传热性能数值的物理模型建立在碳钢板材质的矩形通风管道的基础之上。
与之相关的简化模型应用有三维双精度解法器。
在边界条件设定过程中，研究人员可以将物理模型管壁看作是常温壁，管壁厚度对换热器导热的影响和翅片与管壁之间的接触热阻可以忽略不计。
在物理模型建构完成以后，流动过程与传热过程的支配因素主要涉及到了以下内容：一是连续性方程；二是动量方程；三是能量方程。
前文所述的实验设备的速度入口与压力出口可以被看作是模型的进出口，为避免试验模型出口处出现的回流现象，研究人员可以对出口处的计算区域进行延长处理。
在换热器近壁面区域温度变化较为激烈的情况下，研究者需要对近壁面区域进行网格加密处理，与之相关的湍流模型为RMG k-ε模型。
速度和压力耦合的计算方法为SIMPLE 算法，压力离散为Standard。
为保证实验过程的精确性，动量、湍动能和动量离散等内容需要采用二阶迎风格式，能量残差需要控制在10-9以下；其余物理量的残差需要控制在10-6以下。
探析横管式煤气初冷器阻力大的原因及应对措施作者：孙志明来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2021年第03期【摘要】在焦化行业内，炼焦过程必将产生大量焦炉荒煤气，采用煤气鼓风对焦炉荒煤气进行处理就成为工作重点，不仅能够促进环境的改善，还可以回收荒煤气中大量的化工原材料，并带来较大的经济效益。
但在焦化厂实际生产中，横管式煤气初冷器常常因阻力过高发生故障，对煤气鼓风机的正常运作形成干扰，造成装置沉积物阻塞与环境污染等问题。
论文以湖北中平鄂钢联合焦化有限责任公司的横管式煤气初冷器为实例，简要分析阻力增大的原因及应对措施。
【Abstract】In the coking industry， the coking process will produce a large number of coke oven gas. The treatment of coke oven gas with gas blower will become the focus of work， which can not only promote the improvement of the environment， but also recover a large number of chemical raw materials in the gas， and bring greater economic benefits. However， in the actual production of coking plant， the horizontal pipe gas primary cooler often fails because of the high resistance，which interferes with the normal operation of the gas blower， resulting in the problems of sediment obstruction and environmental pollution. This paper takes the horizontal pipe gas primary cooler of Hubei Zhongping Steel Joint Coking Company Limited as an example， and briefly analyzes the reasons and countermeasures of the increase of resistance.【關键词】横管式煤气初冷器;阻力;原因;应对措施【Keywords】horizontal pipe gas primary cooler; resistance; reasons; countermeasures【中图分类号】TQ545 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2021）03-0158-021 引言湖北中平鄂钢联合焦化有限责任公司于2004年和2009年分两期建设4座55孔JN60型复热式焦炉，配套干熄焦、备煤、煤气净化及辅助设施，设计年产焦炭共220万吨的规模，且4座焦炉均为顶装式焦炉。
第31卷第8期中国电机工程学报V ol.31 No.8 Mar.15, 20112011年3月15日Proceedings of the CSEE ©2011 Chin.Soc.for Elec.Eng. 67 文章编号：0258-8013 (2011) 08-0067-06 中图分类号：TK223 文献标志码：A 学科分类号：470⋅20横向节距对锯齿螺旋翅片换热管特性影响的实验研究马有福，袁益超，刘聿拯，胡晓红(上海理工大学能源与动力工程学院，上海市杨浦区 200093)Experimental Studies on the Effects of Transverse Pitch on Heat Transfer and Flow Resistance Characteristics of Serrated Spiral Finned Tube BanksMA Youfu, YUAN Yichao, LIU Yuzheng, HU Xiaohong(College of Energy and Power Engineering, University of Shanghai for Science and Technology,Yangpu District, Shanghai 200093, China)ABSTRACT: In the interest of the effects of tube layout structures on heat transfer and flow resistance characteristics of serrated spiral finned tube banks (SSFTB), nine SSFTB with staggered layouts in terms of various transverse pitch and longitudinal pitch of tube banks were tested after an analysis of its influencing mechanism. Accordingly, the effects of transverse pitch on heat transfer and flow resistance characteristics of SSFTB were performed, and the calculating correlations of heat transfer and flow resistance of SSFTB were put forward. The results from experimental studies are: in the range of relative transverse pitch of tested tube banks 2.31~3.15, with the increasing of transverse pitch the Nu number change slightly (<3%) and the Eu number evidently decrease about 20%, meanwhile the comprehensive heat transfer performance index j/f (ratio of Colburn heat transfer factor and Fanning friction factor) increase about 25% in the same Re number and longitudinal pitch. The comparisons of bare tube banks and staggered layouts indicate that SSFTB have outstanding performances of heat transfer enhancement, so it must have widely applied prospects in large-scale heat-exchange facility.KEY WORDS: heat transfer enhancement; heat recovery steam generator (HRSG); heat exchanger; serrated spiral finned tube; heat transfer characteristic; flow resistance characteristic摘要：为获得管束布置结构对锯齿螺旋翅片换热管特性的影响，在分析其影响机制的基础上对9个锯齿螺旋翅片管错列管束进行了实验研究，获得了横向节距对锯齿螺旋翅片管束换热与阻力特性的影响规律，并提出相应的关联式。
空气横掠管束时换热的实验研究能动建环08-01班吕林200826060118摘要流体横掠管束时的对流传热与横掠单管时不同，除管径影响传热系数外，管距、管排数和排列方式也影响对流传热系数。
由于相邻管子的影响，流体在管间的流动截面交叉地减少，流体在管间交替地加速和减速。
管距的大小影响流体流动截面的变化程度和流体加速与减速的程度。
在保持风速不变，功率改变时，随Ｐr w增加换热系数减少，管束排列方式对h的影响比较明显。
关键词：横掠光管叉排顺排换热系数Ｎu数Ｒe数一、实验原理在空气横掠管束时，从第二排起，后排管子都处于前排管子的尾流中。
在尾流涡旋的作用下，后排管子的对流传热系数h比前排高，也就是说，第二排管子受第一排尾部涡流的影响，h2＞h1；第三排管子受第二排尾部涡流影响，而且由于这种涡流经第一排和第二排管束的共同作用，扰动更强烈，所以h3＞h2。
同样＞h3…，但经过几h排管子以后扰动基本稳定，h z几乎不再变化。
管束排列方式对h的影响比较明显。
叉排时流体在管间交替收缩和扩张的弯曲流道中流动，顺牌时则流道相对平直。
无论是叉排还是顺排，第一排的管子具有流体流过单管时的流动特性和欢乐特征。
但从第二排开始，顺排每排管子正对来流的一面处于前排管子的漩涡区，所受的冲击变弱，流动方向较为稳定。
而叉排时，由于流动方向的不断改变，虽然流动阻力大，但混合较顺排为佳。
一般来说，叉排的平均换热系数要比顺排的时候大。
而当R e很大时，由于强烈的漩涡区的扰动，顺排管束的平均换热系数有可能超过叉排，而且在管间距较大时更为明显。
二、实验装置及测量系统1、电源开关2、仪表开关3、交流供电开关4、交流调压旋钮5、直流大功率电源6、差压表7、交流功率表8、电流表9、电压表10、十六路温度巡检仪11、四路温度巡检仪12、毕托管13、风道14、热电偶（测来流温）15、热电偶（测管壁温）16、管束试件（顺、叉排）17、交流0~220V（连续可调）供电电极18、变频器，实验台采用的排列方式和尺寸如图。
创新实验课流体力学多尺度流动创新实验实验报告姓名：学院：学号：实验名称：气体横掠单管表面对流换热系数实验气体横掠单管表面对流换热一、思考题1、答：（1）流动状态的影响层流底层薄，动力消耗大。
（2）强制对流和自然对流的影响强制对流：外部机械作功,一般u较大，故较大。
自然对流：依靠流体自身密度差造成的循环过程,一般u较小，也较小。
（3）流体物性的影响的影响：的影响：的影响：单位体积流体的热容量大，则较大的影响:定性温度：各种表面传热系数所用数据的特征温度。
（5）传热面条件的影响不同的壁面形状、尺寸影响流型；会造成边界层分离，产生旋涡，增加湍动，使增大。
定型尺寸：对表面传热系数有决定性影响的特征尺寸。
（6）相变化的影响一般情况下，有相变化时表面传热系数较大，机理各不相同，复杂。
2、答：壁面温度温度稳定测得的数据减小了导热对对流换热的影响，进而减小实验误差，有利于准确的测出对流换热系数，得到回归准则方程。
二、数据整理根据每次实验工况所测数据计算整理得出相应的Nu、Re的值，连同其它组的实验数据，在双对数坐标纸上，以Nu为纵坐标，Re 为横坐标。
将各个工况点标示出。
它们的规律可以近似的用一条直线表示：则Nu、Re之间的关系可近似表示成幂函数形式：．根据实验数据用最小二乘法或作图方法得出上述关联式中的C和n的值。
三、实验收获在本次实验中，我加深了流体力学和传热传质相关知识的理解，掌握了相关知识的应用，很建议在学习传热学的时候可以上这门实验课，对于知识的掌握和应用有很好的帮助。
含湿混合气体横掠翅片管的换热研究的开题报告
一、研究背景及意义：
在工业生产中，大量的工业排放物和废气需要进行处理和净化，其中涉及到许多传热过程。
传统的换热设备，如换热器、塔式换热器等在处理工业废气时存在一定的技术难点，比如拦截效率不高、易受污染等等，这影响了处理工业废气的效果和工业生产的环保水平。
近年来，含湿混合气体横掠翅片管的换热技术受到了广泛关注，这种技术具有传热效率高、设备安装方便、不易受污染等优点。
但这种技术仍然存在很多问题需要研究。
本课题旨在研究含湿混合气体横掠翅片管的传热机理和性能，进一步完善该技术在处理工业废气中的应用。
二、主要研究内容：
1.含湿混合气体横掠翅片管的传热机理分析，建立数学模型；
2.设计含湿混合气体横掠翅片管的实验装置并进行实验，测量传热系数；
3.分析含湿混合气体横掠翅片管的换热特性，探究其传热机理。
三、预期研究成果：
1.建立含湿混合气体横掠翅片管传热机理的数学模型；
2.获得含湿混合气体横掠翅片管的传热系数，并对换热效率进行分析和评价；
3.深入探究含湿混合气体横掠翅片管的传热机理和性能，提出改进建议并指导工业生产实践。
强化管在空压机后冷器中传热与流阻性能研究
彭炳初
【期刊名称】《华南理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】1997(000)003
【摘要】在空气压缩机后冷却器中采用横纹管、螺旋槽管及光滑管作为换热元件，以压缩空气、水为换热介质，进行了传热和流体力学性能的测试。
实验结果表明：前两种强化管对压缩机后冷却器都有较显著的传热效果。
但相比之下，横纹管比螺旋槽管的效果更好。
本文还对两种强化管的传热和流阻机理进行了探讨。
【总页数】1页(P81)
【作者】彭炳初
【作者单位】广东肇庆佳能机电设备厂;华南理工大学化工学院，广州510641
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.5
【相关文献】
1.钛合金螺旋扁管换热器流阻与传热性能实验研究 [J], 董新宇;毕勤成;贺宇峰;王腾;桂淼
2.液冷式CPU散热器的传热强化及流阻性能 [J], 孙滔;高学农;欧阳灿;唐亚男
3.超低流阻板式换热器减阻强化传热的研究 [J], 徐百平;雷鸣
4.几种强化传热管的流阻和传热性能 [J], 张亚君;李军;邓先和;李志武
5.超低流阻板式换热器强化传热研究 [J], 徐百平;吴雪
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管壳式换热器传热与阻力特性实验研究摘要：设计并建立了换热器传热与阻力的综合性能实验台,对1种弓形折流板换热器和2种连续螺旋折流板换热器壳侧的传热及阻力性能进行了实验研究,实验介质管侧为水,壳侧为油;同时基于壳侧传热实验数据;应用遗传算法预测了换热器的总换热量。
实验结果表明:在相同的壳侧流量下,螺旋折流板换热器的阻力要高于弓型折流板换热器,正进正出螺旋折流板换热器的阻力高于侧进侧出螺旋折流板换热器;螺旋折流板换热器的换热系数高于弓型折流板换热器,侧进侧出螺旋折流板换热器高于正进正出螺旋折流板换热器,而且流量越大这种优势越明显。
预测结果表明通过遗传算法得到的传热关联式所得的换热量比采用线性回归所得的更加接近实验数据,表明遗传算法可应用于工程中换热设备性能的预测。
管壳式换热器在石油、化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业的应用非常普遍。
采用实验方法研究了连续肋管壳式换热器的传热和阻力特性。
实验介质管侧为水，壳侧为机油。
测试了不同机油流量下换热器壳侧的平均努塞尔数和阻力系数．拟合出了所测参数范围内的传热和阻力关联式。
为连续肋管壳式换热器的应用提供了参考依据．管壳式换热器以其生产成本低、选材范围广、清洗方便、适应性强、处理量大、工作可靠、能适应高温高压等一系列优点，在石油、化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业的应用非常普遍，约占换热器总量的７０％[1-3]。
内燃机车柴油机润滑系统所用机油热交换器多为管壳式换热器．机油热交换器是内燃机车柴油机润滑系统的重要零部件之一．热交换器工作是否正常，直接关系到机车能否安全运行．对机油热交换器的要求是换热效率高体积小、阻力小．这就要求必须对换热器的传热与流动性能进行强化．一种新型的强化传热的管壳式换热器如图１所示．这种换热器冷却水在管内流动，机油由筒体侧面进入壳侧，在管外沿折流板迂回流动，横向冲刷涡发生器式肋片管束，通过铜管壁和肋片进行热量交换，使高温的机油得到冷却．由于其在增强换热的同时，阻力增加较小，因而非常适合应用于内燃机车柴油机冷却系统．其主要由盖（Ⅰ）装配、筒体装配、盖装配、芯体装配以及连续肋片等零部件组成．换热器筒体是径为３３０ｍｍ的圆筒形结构，两端分别通过法兰与端盖（封头）连接，筒体一侧焊有带法兰的进、出油管道．换热管为铜管，共１８７根，呈错排布置．换热器管板一端固定，另一端可以自由伸缩，用以补偿受热膨胀时铜管与筒体的不同伸缩量．两管板之间左右交叉排列１３块弓形折流板，用来造成机油的多次流程，以增加传热效果，并作为铜管的支撑．中间区域板间距为５７．５ｍｍ，机油进、出口区域折流板与管板间距为１６０ｍｍ。
流体绕流椭圆管束流阻特性的数值模拟α张和平1 , 裴 威2 , 刘 洁1(1. 淮海工学院 机械工程系, 江苏 连云港 222005; 2. 沈阳鼓风机 (集团) 股份有限公司, 辽宁 沈阳 110021)摘 要: 利用A N SY S FL O T RA N 模块, 对流体绕流顺排椭圆管束流动特性进行了数值模拟。
讨论横向节距及管束排数的变化对阻力特性的影响, 给出了阻力系数随横向节距和管束排数变化的分 布规律。
模拟结果与实验结果对比表明, 流体绕流顺排椭圆管束的流动阻力模拟值与实验值相对误 差在 8% 以内, 随雷诺数的增大呈下降趋势分布, 小节距排列方式其流动阻力明显小于大节距排 列。
随管束排数的增加, 阻力系数迅速下降, 当管束排数大于 8 后, 则不再有明显变化。
关键词: 椭圆管束; 流阻; 数值模拟 中图分类号: TQ 02111 文献标识码: ANu m er i ca l S i m ula t i on of the Charac t er ist i c s of F l owRe s i stan c e i n the F l ow A roun d E l l ip t i c Tube sZHA N G H e 2p i n g 1 , P E IW e i 2 , L I U J i e 1(1. D ep t . o f M ech a n ica l E n g i n ee r i n g , H ua i h a i In st i tu t e o f T ech n o lo g y , L ian yun gan g 222005, C h i n a ;2. Sh e n yan g B low e r W o rk s (G r o u p ) Co. , L td, Sh e n yan g 110021, C h in a )A bstra c t : S i m u l a t i n g th e ch a rac t e r is t i c s o f th e f l ow a ro u n d e l li p t i c b u n d l e s th a t a r e a r ran g ed i n li n e u s i n g A N SY S FL O T RA N . T h e i n f lu en ce o f la te ra l p itch an d th e to ta l row s o f tu b e b u n d l e supo n th e ch a rac te r is t i c s o f f l ow re s is tan ce is d iscu s sed w ith th e d is t r i b u t i n g law p ro v i d ed w h e n th e re s is tan ce co eff i c i en t s ch an ge i n acco rdan ce w ith th e la t te r tw o . B y th e com p a r i so n b e t w e en th e s i m u la ted re su lt s an d th e exp e r i m en t , th e n um e r i ca l re su lt s ag ree w ith th e exp e r i m e n t w e ll an d th e dec li n a t i o n is l ow e r th an 8%. W ith i n th e ran ge o f R eyno ld s n um b e r s , th e re s i stan c e co eff i c ien t s dec rea se w ith th e i n c rea se o f R e n um b e r s , an d tho se i n l o n g 2p itch tu b e b u n d l e s a r e h i gh e r th an tho se i n sho r t 2p itch o n e . B e s i de s , th ey dec rea se rap i d ly w ith th e i n c rea s e o f tu b e b u n d l e row s . W h e n th e row n u m b e r am o u n t to 8 o r m o re , th e re s is tan c e co e ff i c i en t do e s no t ch a n g e an y m o re .Key word s : e l li p t i c tu b e s ; f l ow re s is tan c e; n u m e r i ca l s i m u l a t i o n引言用越来越广泛。
