換熱器殼程局部傳熱系數(shù)的測(cè)定方法是什么？

換熱器殼程局部傳熱系數(shù)的測(cè)定方法是評(píng)估和優(yōu)化換熱器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)之一。這些方法通常涉及實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)值模擬以及理論分析，以確保準(zhǔn)確性和可靠性。

一種廣泛使用的實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法是通過(guò)測(cè)量氣體在換熱器管束間的局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)來(lái)進(jìn)行。這種方法的誤差分析表明，最大相對(duì)誤差為5.11%，并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果及經(jīng)驗(yàn)公式吻合較好，最大偏差小于10%。這表明該方法簡(jiǎn)單、方便且可靠。

另一種方法是采用螺旋折流板管殼式換熱器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)量其殼側(cè)局部傳熱、局部流速及阻力性能2。這種方法能夠反映換熱器局部相應(yīng)換熱及流場(chǎng)分布規(guī)律，并歸納出平均努塞爾準(zhǔn)數(shù)Nu與雷諾準(zhǔn)數(shù)Re的關(guān)聯(lián)式，為換熱器的實(shí)際運(yùn)用提供了參考依據(jù)。

數(shù)值模擬也是一種重要的測(cè)定方法。通過(guò)建立包含主體流路和微小泄漏流道的全流路管殼式換熱器流動(dòng)與傳熱模型，利用CFD軟件進(jìn)行模擬，可以得到與實(shí)際換熱器相適應(yīng)的幾何模型。這種方法能夠分析各流道在折流空間中對(duì)傳熱和流動(dòng)的影響，并將數(shù)值模擬獲得的局部流動(dòng)與傳熱數(shù)據(jù)綜合整理得到換熱器傳熱和阻力系數(shù)的整體法關(guān)聯(lián)式。

此外，還有研究提出了分段傳熱算法，針對(duì)發(fā)生相變傳熱的換熱器，通過(guò)迭代計(jì)算使管程轉(zhuǎn)向處溫度收斂從而得到換熱結(jié)果，不需要對(duì)對(duì)數(shù)平均溫差進(jìn)行F因子校正7。這種方法能夠在溫度交叉后自動(dòng)判斷傳熱方向進(jìn)行修正計(jì)算，運(yùn)算完成后可以得到換熱器內(nèi)管殼程沿程方向各微段的傳熱數(shù)據(jù)，具有較高的準(zhǔn)確性7。

換熱器殼程局部傳熱系數(shù)的測(cè)定方法多樣，包括實(shí)驗(yàn)測(cè)試、數(shù)值模擬以及理論分析等。每種方法都有其特點(diǎn)和適用范圍，選擇合適的方法需要根據(jù)具體的換熱器類型、工作條件以及所需精度等因素綜合考慮。通過(guò)這些方法的應(yīng)用，可以有效地評(píng)估和優(yōu)化換熱器的設(shè)計(jì)，提高其傳熱效率和經(jīng)濟(jì)性。