姜 峰韩妮莎齐国鹏王锦锦李修伦

(1.天津大学化工学院,天津 300072; 2.天津职业大学生物与环境工程学院,天津 300410)

气相换热过程广泛存在于化工[1]、能源[2]、航天[3]、建筑[4]、冶金[5]和环保[6]等多个工业领域。在气相换热过程中,由于气体的密度、热容和导热系数较小,其传热速率较低[7];同时,还经常存在着结垢问题[8]。因此,随着能源需求的日益剧增和能源紧张问题的突显,研究者围绕气相换热过程的强化开展了一定的研究[9-16]。

Li等[9]考察了内置自搅拌装置对板翅式换热器中气相传热性能和压降的影响。研究结果表明,在不同的流动型态下,自搅拌装置所引起的湍流可以强化传热;依据实验结果,他们还构建了相应的压降关联式。徐百平等[10-11]研究了不同的扰流元件对波纹板式气-气换热器传热性能和流动阻力的影响。研究结果表明,三角翼型翅片的强化传热效果比较明显,但流动阻力会有所增加;而螺旋形扰流件在强化传热的同时,也能降低流动阻力。根据实验结果,他们建立了传热系数和压降的经验关联式。夏德宏等[12]设计并提出了一种带有内插件的间壁式气体-散料换热器,利用Fluent软件,模拟了管内插件-金属纤维多孔体对换热器传热性能和流动特性的影响。结果表明,装入内插件后,传热性能明显提高。Li等[13]向换热管内填充部分泡沫金属,考察了泡沫金属的填充率和孔密度对气体传热性能的影响。研究结果表明,加入泡沫金属后,明显提高了传热性能;金属泡沫的填充率和孔密度越高,传热性能越好。……