第18卷第1期 2018年2月
流动与传递
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
Vol.18 No.1 Feb.2018
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217198
三维管烟气换热器传热特性的实验及模拟研究
莫逊12,34，朱冬生134，林成迪1.34
(1.中国科学院广州能源研究所，广东广州510640；2.大冶斯瑞尔换热器有限公司，湖北大冶435100：
3，中国科学院可再生能源重点实验室，广东广州510640：4.广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广东广州510640)
摘要：通过实验对三维管换热元件与传统H型鳍片管进行测试，研究其传热特性结果表明，三维管换热器的总换热系数是 H型片管换热器的2~3倍，采用错列布置换热管比顺列布置换热管的阻力大.修正的气侧对流换热系数关联式更符合实际，
计算结果比原式提高约26%，FLUENT软件能很好模拟三维管换热器的实际情况，模拟结果误差较小，关键词：烟气换热器；三维管：总换热系数；对流换热系数；数值模拟
中图分类号：TF80
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2018)01-0041-08
ExperimentalandNumericalResearchonHeatTransferCharacteristicsof
Three-dimensional Flue Gas Heat Exchanger Xun MOI.234,DongshengZHU134,Chengdi LIN134
(I. Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou, Guangdong 510640, China,
2. Daye Sreal Heat Exchanger Co., Ltd., Daye, Hubei 435100, China;
3. Key Laboratory of Renewable Energy, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou, Guangdong 510640, China;
4.GuangdongKeyLaboratoryofNew and RenewableEnergyResearch andDevelopment,Guangzhou,Guangdong510640,China) Abstract: A comprehensive and detailed test had been performed for three-dimensional tube exchange components and traditional H-type fin tube through a prototype to investigated their heat transfer characterization. The results showed that the total heat transfer coefficient of the three-dimensional tube heat exchanger is 2 to 3 times that of the H-type fin tube heat exchanger, and the resistance of the heat exchanger in staggered arrangement was bigger than that of in-line arrangement. Besides, the modified correlation of gas side convective heat transfer was more realistic, and the calculated result is about 26% higher than that of the original correlation. FLUENT software can simulate the actual situation of threedimensional tube heat exchanger, and the simulation results error is relatively small.
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numerical simulation
1前言
为了满足环保要求或提高效率，电站锅炉和工业锅炉通过在尾部增加换热面吸收烟气的余热用于加热水，增加的换热面积称为烟气换热器（低温省煤器），其换热元件一般采用螺旋翅片管1,2]或H型鳍片管(3,4)，换热效果很好，是目前低温余热回收最常用的烟气换热器，但这两种换热元件采用基管外增加翅片来增加换热面积，换热管表面死角很多，导致受热面极易积灰，结垢严重，设备运行一段时间后换热效果急剧下降，低温腐蚀严重，
且存在翅片效率问题，总换热系数不高，换热器耗材量急剧增加，体积庞大.三维管由普通圆管经二次加工而成，是一种强化传热的高效管，在常减压装置)、冷冻脱水器[12]、蒸发冷凝器及其它化工行业[13-15]均有应用. 将三维管换热器用于烟气余热回收不仅能解决目前传统换热元件存在的问题，且能代替H型鳍片管烟气换热器.本工作研究了三维管换热器与H型鳍片管换热器的传热性能，证明了三维管换热元件在相同工况下比H型鳍片管传热性能优异、
收稿日期：20170313，修回日期：2017-06-13
基金项目：广东省引进创新创业团队专项项目(编号：201312N08)：黄石市科技计划项目：河北省中科院省院合作专项项目
作者简介：莫进(1983)，男，广东省广州市人，硕士研究生，助理研究员，流体机及工程专业，Tel:020-37029707,E-mail:4296651-651@163.com 引用格式：莫进，朱冬生，林成迪。三维管烟气换热器传热特性的实验及模拟研究.过程工程学报，2018，18(1)：41-48.
Mo X, Zhu D S, Lin C D.Experimental and Numerical Research on Heat Transfer Characteristics of Three-dimensional Flue Gas Heat Exchange(in Chinese). Chin. J. Process Eng-, 2018, 18(1): 4148, DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217198
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