不同結(jié)構(gòu)的封頭對換熱器的影響
針對物流分配引起換熱器效能的影響因素研究發(fā)現(xiàn)物流分配的不均勻性主要發(fā)生在封頭部分,而導流片部分的不均勻性,主要是由封頭的來流不均勻所引起的。根據(jù)封頭結(jié)構(gòu)對物流分配的影響規(guī)律,筆者在數(shù)值模擬和實驗
的基礎(chǔ)上設(shè)計了孔板型封頭結(jié)構(gòu),對比研究了兩種改進型的孔板封頭和基本封頭對換熱器內(nèi)部物流分配及阻力特性的影響。
1 實驗系統(tǒng)及內(nèi)容
實驗系統(tǒng)采用空氣作為實驗工質(zhì),實驗系統(tǒng)如圖1所示,主要由空氣回路系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。為了實現(xiàn)對截面小流量和溫度的測量,將試件的流動截面劃分為30個小區(qū)域,每個小區(qū)作為一個通道,可以進行小通道的流量和壓差測量。
分別對3種不同結(jié)構(gòu)的封頭進行實驗,研究其對換熱器內(nèi)部物流分配及阻力(即進出口壓差)的影響。3種封頭設(shè)定如下:
a.工業(yè)上普遍應(yīng)用的基本封頭,其結(jié)構(gòu)尺寸與文獻[6]中定義的封頭A一致,設(shè)定為A型封頭。
b.孔板型封頭結(jié)構(gòu),在基本型封頭內(nèi)部1/2高度的地方加入一不均勻打孔擋板。根據(jù)所加擋板類型,定義順排擋板為B型封頭,錯排擋板為c型封頭。
2 實驗結(jié)果的分析與討論
2.1 相同尺e下不同封頭結(jié)構(gòu)物流分配的比較
為了便于不同封頭結(jié)構(gòu)下進行比較,故將30路出口通道流速展開成一維直線,Re=1 5o0時3種封頭板翅式換熱器流速分布情況。從中可以看出基本型封頭A物流分配存在著嚴重的不均勻性,中問兩排通道的流速明顯大于其余四排通道的流速,隨著通道遠離總管軸線,其內(nèi)部流量呈減小的趨勢,對應(yīng)入口管附近的第l2和17個通道的速度值,大速度為2.270m/s;而遠離入口管處于截面四角的第1、5、26、30個通道速度值,小速度為0.228m/s,大流速比0 為9.951,不均勻參數(shù)s 為0.652m/s。