董聪，陈亚平，吴嘉峰



倾斜角对周向重叠三分螺旋折流板换热器性能的影响

董聪1, 2，陈亚平1，吴嘉峰1

(1. 东南大学能源与环境学院，江苏南京，210096；2. 浙江科技学院机械与汽车工程学院，浙江杭州，310023)

对倾斜角为16°，20°，24°，28°，32°单头(即16°CO，20°CO，24°CO，28°CO和32°CO)和32°双头(即2-32°CO) 6种周向重叠三分螺旋折流板换热器(cothSTHXs)以及作为对比的弓形折流板换热器的进行数值模拟，并与已有的实验数据进行比较。采用速度矢量图和压力云图叠加速度矢量的方式分析特殊剖面上局部参数。研究结果表明：数值模拟结果与实际吻合良好。螺旋折流板方案壳侧通道存在迪恩涡二次流，相邻折流板重叠区内的管排可抑制缺口泄漏，周向重叠结构有利于强化传热；在相同流量下，壳侧换热系数随倾斜角的增大而减小。20°CO倾斜角方案的性能最优，在相同压降下，其壳侧换热系数比其他方案的系数高，且流道内的迪恩涡二次流明显较强。弓形折流板方案的性能最差，其流道中存在流动死区，且壳侧压降远高于所有螺旋折流板方案；在相同压降下，其壳侧换热系数最低，但在相同流量下的壳侧换热系数在所有方案中位列第3，紧随16°CO和20°CO方案之后。

三分螺旋折流板换热器；倾斜角；周向重叠；二次流；缺口泄漏；相邻折流板；数值模拟

螺旋折流板换热器具有消除壳侧流动死区、降低泵功消耗、提高单位压降换热系数、抑制壳侧结垢、减小管束跨度和抑制管束振动等优点而被广泛研 究[1−4]。相关研究主要集中在折流板倾斜角以及折流板的结构和组装方式对换热器性能的影响。……