吴 私 李春兰 王 森

(兰州兰石能源装备工程研究院有限公司)

符号说明

a——椭圆管长半轴长度，m；

A——换热管表面积，m2；

b——椭圆管短半轴长度，m；

Cp——流体比热，kJ/(kg·K)；

CpD——定性温度下流体的比热，kJ/(kg·K)；

d——管径，m；

de——管程当量直径，m；

De——壳程当量直径，m；

G——流体质量流速，kg/(m2·s) ；

h——膜传热系数，W/(m2·K)；

n——换热管数；

Pr——普朗特常数；

q——流体体积流量，m3/s；

Q——流体热负荷，kJ/s；

r——管壁污垢热阻，K·m2/ W；

rp——管内壁热阻，K·m2/ W；

R——壳体内半径，m；

Re——雷诺数；

S——流通面积，m2；

t1——冷水入口温度，℃；

t2——冷水出口温度，℃；

T1——热水入口温度，℃；

T2——热水出口温度，℃；

TD——流体定性温度，℃，TD=(T1+T2)/2；

u——流体流速，m/s；

W——流体质量流率，kg/s；

Δp——压降，MPa；

ΔTm——对数平均温差，℃；

α——传热系数，W/(m2·K)；

μ——粘度，Pa·s；

λ——导热系数，W/(m·K)；

λD——定性温度下流体的导热系数，W/(m·K)；

下标：

i，o——管内、管外参数。

管壳式换热器在能源化工、冶金、食品及造纸等领域得到广泛应用[1]。随着现代工业技术水平的提高，对设备的换热效率要求也越来越苛刻，强化传热技术在换热器的研究中变得越发重要，但这项技术的实施存在一个几乎难以避免的问题，即传热效率的强化提高是以流动阻力的增加为代价，甚至存在流动阻力的增幅到一定程度，相对提高的传热效率已失去意义的现象，反而带来更大的技术难题或经济损失。如何在强化换热的同时使流动阻力也保持在较低的状态,是目前强化换热技术发展的关键，因此,高效低阻强化换热元件的开发和研究具有重要意义[2]。

改变管壳式换热器的传热管形状和增设折流板是强化设备传热性能的重要手段[3,4]。在管壳式换热设备的传热性能研究过程中，对由圆管组成的换热设备管束研究最多，对强化效果明显的自支撑结构的扭曲扁管式管束的研究也较为深入，而对由圆管过渡到扭曲扁管的中间状态——椭圆管的研究却很少。……