螺旋槽管性能评价准则VIP专享VIP免费

第23卷第2期宋蕊，等：螺旋槽管性能评价准则·209·文章编号：1671-6612（2012）02-205-04螺旋槽管性能评价准则宋蕊崔晓钰王晓占（上海理工大学能源与动力工程学院上海200093）【摘要】螺旋槽管对强化管的强化换热性能影响有换热和流动两个方面，为了综合评价螺旋槽管的性能，结合前人的研究成果推导出了螺旋槽管的性能评价准则，得出了螺旋槽管的性能系数（PEC），并应用评价准则对两组螺旋槽管进行了性能分析。【关键词】螺旋槽管；性能评价准则；槽深和螺距中图分类号TK124文献标识码APerformanceEvaluationCriteriaofSpirallyFlutedTubesSongRuiCuiXiaoyuWangXiaozhan(CollegeofEnergy&PowerEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai,200093)【Abstract】Spirallyflutedtubesimpacttheheattransferperformanceofstrengthentubesonheatexchangeandflowaspects.Inordertoevaluatetheperformanceofspirallyflutedtubes,thispaperdeducestheperformanceevaluationcriteriaofspirallyflutedtubesbasedonpreviousresearchfindingsandappliestheperformanceevaluationcriteriatoevaluatetheperformanceoftwogroups’spirallyflutedtubes.【Keywords】Spirallyflutedtube;performanceevaluationcriteria;heightofthetuberidgeandhelicalpitch作者简介：宋蕊（1988-），女，在读硕士研究生，E-mail：sr382418446@126.com通讯作者：崔晓钰（1967-），女，博士，教授，E-mail：xycui2001@yahoo.com收稿日期：2011-06-010引言螺旋槽管亦称螺旋槽纹管，是一种优良的双面强化换热管，对管内单相流体的换热过程有着显著的强化作用[1]。特别是现今节能与环保的问题日益突出[2]，如何提高同轴换热器的换热效率，减少能量传递过程的不可逆损失，更合理和有效地利用能源[3]，成为了一个非常重要的课题。螺旋槽管分为螺旋槽管直管及盘旋螺旋管，其实物图如图1所示。学者对其换热机理比较一致的看法是：一方面由于螺旋槽的引导作用加强了径向扰动；另一方面，发生了绕流脱体，形成回流区，在再附点处换热最强，同时由于流体的旋转和脱体使得摩擦阻力增大[4]。当换热加强时摩擦阻力系数也随之升高[5]，换热性能的提升有利于减少热传递过程的火用损因此有利于减少对高品位能的消耗，但是摩擦阻力系数提升的同时也增加泵功率，从而增大了能量损失。流体在管内的流动很复杂，评价其性能需综合考虑流动阻力与换热特性两方面[7]，本文在前人的基础上考虑管内流动和传热两方面推导了螺旋槽管的性能评价准则，得出了管的性能系数（PEC），并根据评价准则对比两组螺旋槽管直管和盘旋螺旋管的性能，分析槽深和螺距对螺旋槽管性能的影响[7,8]。图1盘旋螺旋管与螺旋槽管直管实物图Fig.1Picturesofcoiledspirallyflutedtubesandstraightspirallyflutedtubes1螺旋槽管结构参数螺旋槽管分为单头螺旋槽管及多头螺旋槽管，第26卷第2期2012年4月制冷与空调RefrigerationandAirConditioningVol.26No.2Apr.2012.205～208·206·制冷与空调2012年多头螺旋槽管一般有四头、六头及八头，图2为四头、六头及八头螺旋槽管的实物截面图。图3给出了单头螺旋槽管的截面结构示意图，螺旋槽管几何特征包括：内径di、槽深e及螺距p。图2多头螺旋槽管实物截面图Fig.2Sectionalviewofmultiple-spiralflutedtubes图3螺旋槽管结构示意图Fig.3Structureschematicdiagramofspirallyflutedtubes很多文献认为e/di、p/di是影响螺旋槽管换热性能的主要参数。通过对实验数据的分析认为p/di=0.5～0.75，e/di≤0.054的单头螺旋槽管传热效果最好。对于六头螺旋槽管而言，流体在流经一个周期或螺距过程中要经历6道凸起，而在任意截面上也分布有6个凸起，所以本文采用e/Ndi和p/Ndi作为多头螺旋槽管的特征参数。本文选择了两组共18个不同槽深及螺距的六头螺旋槽管直管与盘旋螺旋管，采用评价准则分析它们的性能，得出不同槽深及螺距对螺旋槽管流动及换热性能的影响，所选不同螺旋槽管直管及盘管的编号及参数如表1、表2所示。表1螺旋槽管直管的编号及参数Table1Thenumbersandparametersofstraightspirallyflutedtubes编号e/...