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新型螺旋翅片管对流换热系数的研究
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采用数值计算的方法,自行设计螺旋翅片管温度场计算软件,并利用其计算结果讨论了管内壁和外壁对流换热系数的变化规律
,及管内外热阻的匹配问题。数值计算结果表明,管内换热系数随温度的升高而升高,管内空气和管外烟气的流速分别显著影
响管内管外换热系数。翅片管的外形尺寸同样影响到螺旋翅片管的温度分布。采用数值计算的方法,自行设计螺旋翅片管温
度场计算软件,并利用其计算结果讨论了管内壁和外壁对流换热系数的变化规律,及管内外热阻的匹配问题。数值计算结果表
明,管内换热系数随温度的升高而升高,管内空气和管外烟气的流速分别显著影响管内管外换热系数。翅片管的外形尺寸同样
影响到螺旋翅片管的温度分布。螺旋翅片管数值计算对流换热辐射换热冶金能源潘宏伟程树森北京科技大学冶
金与生态工程学院,北京市海淀区1000832007第六图书馆
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冶金能源.
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新型螺旋翅片管对流换热系数的研究
潘宏伟程树森
北京科技大学冶金与生态工程学院
摘要采用数值计算的方法,自行设计螺旋翅片管温度场计算软件,并利用其计算结果讨
论了管内壁和外壁对流换热系数的变化规律,及管内外热阻的匹配问题。数值计算结果表明,
管内换热系数随温度的升高而升高,管内空气和管外烟气的流速分别显著影响管内管外换热
系数,翅片管的外形尺寸同样影响到螺旋翅片管的温度分布。
关键词螺旋翅片管数值计算对流换热辐射换热
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第六图书馆—.
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引言素和变化规律。
物理模型
对流换热及其强化一直是人们研究的重要课
题⋯。流道截面形状对传热有很大影响,在物理模型如图,待预热空气室温从管
管外加翅片是强化传热的最普遍的方式之一。下部进入,高温烟气从管外横向掠过温度为
新型整体翅片管一次轧制成型,能够有效地避免一。为把管内空气加热到,并
接触热阻的产生,大大提高换热器的传热能力, 避免管外烟气温降过大,造成水汽凝结,腐蚀翅
而且能够降低烟气对换热器管外表面的磨损和防片管,烟气温降应小于—。由于翅片
止积灰¨】。如果能够利用这种换热器,用高炉管肋片的螺旋角较小,将其近似成环形肋片,则
煤气对进入热风炉的空气进行预热,则能够实现翅片管的温度分布具有轴对称性,并可化简为二
能源的循环利用。因此十分有必要对其进行研维问题,数值计算时采用圆柱坐标进行计算。
究。本文主要研究换热器对流换热系数的影响因
表翅片管尺寸
内径外径翅高翅厚翅问距
收稿日期:一一

潘宏伟一,硕士生; 北京市海淀区。
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. 豫
对于管内外对流换热系数利用下式计算,即
“丹. /
式中——努塞尔数
冠雷诺数
一物体发射率
——取值时参考文献
直径,
——空气的热导率,/
。——黑体辐射常数
——总换热系数,/
, ,——分别为管外对流换热系数和辐射
待预热空气
换热系数,/
图螺旋翅片管根据传热学基本知识,建立微分方程,对于
内部气体传热微分方程用前向差分法进行离散,