PDF《环形狭缝通道内沸腾换热传热 特性的实验研究》

50 mm 为一个测点 ,而且同 一个高度的圆周截面上 ,每隔 90° 点焊一副热电 偶.试验段内管的内壁温是与试验工作段的外 管外壁上的热电偶位置分布在高度上一一对应 的. 试验工作段整体都包覆硅铝酸纤维保温 层.为了补偿试验工作段的热损失 ,在一定厚 度的保温层外缠绕铠装加热丝 ,然后在加热丝 外再包覆保温层 ,可以使试验工作段获得很好 的保温作用. 为了适应本实验的小流量的需要 ,用一台 节流调节阀和一台针形阀 ,双重调节控制达到 所需要的小流量. 实验所有采集信号经过英国施伦伯杰公司 生产的 IMP3595 分散式数据采集系统输入计算 机系统 ,采用自己编制的程序对稳态和动态数 据进行采集、 计算、 显示等操作 ,从而实现对实 验的实施监测 ,同时还可以对所有数据进行存 盘、 处理、 打印 ,以供后期深入研究使用.

3 实验结果的处理及分析 本次实验中 ,我们对采集的实验数据进行 处理 ,其中有对内、 外管单独加热的 ,有对内、 外 管同时加热的.将实验数据用常规圆管的经典 公式进行整理 ,获得了不同适用范围下的实验 关联式 ,并用其对环形狭缝换热的机理做了解 释. 本实验主要测量了不锈钢套筒内、 外管壁 的壁温和流体的温度 ,实验回路中的流量以及 实验回路的压力. 本实验中测量参数的变化范围为 : 压力 P :1155~3172 MPa 流量 W :9153~19165 kg/ h 雷诺数 Re :1 418~3

397 试验工作段流体进口温度 :192~244 ℃ 外管热流密度 : qo =

0 ~11164 kW/ m2 ~

9 3

2 ? 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 图2实验工作段简图 Fig.

2 Experimental test section

120166 kW/ m2 内管 热流密度:qi =

0 ~

6112 kW/ m2 ~

115194 kW/ m2

311 实验结果处理所用计算公式为 : 根据传热学 ,可知 传热系数 h = q tw - tf (1) 从测量的实验数据上可以求得壁面热流密 度q、 壁温 tw 及流体温度 tf . 对于热流密度 q ,由于有内管和外管双面 加热 ,因此分别有 : 内管壁热流密度 qi = Qi Fi (2) 式中 Qi 是内管传给流体的热量 , Qi =η i・ Vi・ Ii (3) 外管壁热流密度 qo = Qo Fo (4) 式中 Qo 是外管传给流体的热量 , Qo =η o・ Vo・ Io (5) 如果将外管壁和内管壁双面加热整体平均 起来考虑平均热流密度则 : q = Qi + Qo Fi + Fo = qi Fi + qo Fo Fi + Fo = Fi Fi + Fo qi + Fo Fi + Fo qo (6) 上述各式中 : F ― ― ― 传热面积 , F =π ・ d・ L ,m2 ;

d ― ― ― 管径 ,对于内管是内管的外径 ,对于 外管是外管的内径 ,m;

L ― ― ― 管子的加热长度 ,m;

V ― ― ― 管子加热长度间的实际电压 ,V ;

I ― ― ― 管子内流过的电流 ,A ;

η― ― ― 加热效率 ,即电加热功率传给流体 的热量占电加热功率的份额 ;

i ― ― ― 下标 ,表示内管 ;

o ― ― ― 下标 ,表示外管.

312 实验结果的处理 用经典公式 Jens2lottes 公式和 Chen 公式来 对实验数据进行处理.我们可以得到以下的实 验关联式.

31211 按Jens2lottes 公式的处理结果 常规圆管的 Jens2lottes 公式为 : tw - ts =

25 q

106 0125 exp - p

612 (7) 用Jens2lottes 公式来拟合的我们实验数据 , 可以得到的以下的实验关联式为 : 对内管 tw - ts =

41911 58 q

106 0125 exp - p

612 (8) 对外管 tw - ts =

71391 72 q

106 0125 exp - p

612 (9) 对内外管整体平均 tw - ts =