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噴流換熱設備的原理和實驗分析
    當流體和固體表面有溫度差時,就產生強烈的熱交換。國內外發展概況由于噴流可以強化對流熱交換,有較高的給熱系數,所以噴流換熱器引起國內外的重視與研究。氣和空氣。但是,國內外資料均沒有最佳設計參數,只有定性的理論分析,這給我們更好地應用、設計噴流換熱器帶來了困難。因此進行了噴流換熱器最佳參數的試驗研究。
  實驗數據整理為了探討噴流換熱器對流給熱系數與換熱器結構參數的關系,并找出其間最佳值,分別對不同的換熱器和同一換熱器的不同噴流速度作了試驗。對試驗數據整理后,分別作出L/d、S/d、不同的噴流速度、不同的噴孔直徑等參數對給熱系數影響的曲線,由還可以看出,在孔徑d、L/d不變的情況下,對同一種噴流速度來說,隨S/d增大,換熱系數反而減小。這說明在孔徑d不變時,S/d增大,孔間距S增大,流股在外筒上的換熱噴點位置拉大,熱面的有效利用率降低,故降低。因此,S/d不應過大,以免影響換熱效果,但也不是S/d越小越好,在一定的煤氣流量情況下,必須保證一定的換熱面積和煤氣噴出速度,否則,將影響換熱效果。
  不同的噴流速度W對換熱系數的影響孔直徑d為6mm、10mm、14mm三種情況做的噴流速度對換熱系數的影響曲線。由圖中可以看出,除個別點外,隨W的增大,值都在增大,這說明噴流速度低時,流股對外筒內壁的沖刷作用較小,附著壁面的一層極薄的流體層的流層受到擾動較小,紊流化還不夠強烈,故傳熱效果較差,隨著W的增大,對層流層的沖擊也加大,強化對流傳熱的作用就越發明顯。所以從理論上來說,W值越大越好。但在實際上,若無限制地提高噴流速度,在一定的煤氣流量情況下,必然會使換熱器結構尺寸減小,換熱面積縮小。另外,對一定的煙氣溫度來說,噴流速度達到一定值時,也將出現極點,不可能無限制提高,故認為噴流速度一般應大于20m/s,在(2530)m/s之間較好(空氣取上限,煤氣取下限)時增大L/d來改善換熱效果,但由于煤氣中的灰分常堵塞噴孔,所以總的來說,噴孔直徑d一般應選在510mm左右,空氣取小值,煤氣取大值。另外在選擇噴孔直徑時,應綜合考慮煤氣量、噴流速度、L/d、S/d諸參數的選擇,以期收到最佳效果。
  噴流換熱器與輻射換熱器的比較是在熱交換面積相同的條件下,通過改變煤氣流量,作出噴流形式和輻射形式兩組參數的對比?梢钥闯,在煤氣流量基本相同時,給熱系數卻相差較大。
  噴流式換熱器采用高速氣流噴向熱交換面,形成強烈的紊流流動,從而強化了對流傳熱。在30122之間。在同等條件下,對流給熱系數是輻射式換熱器的二倍,是一種高效能的余熱回收裝置。(2)噴流式換熱器的結構參數對換熱效果有較大的影響。本試驗針對不同的結構參數進行了測試,認為L/d取4左右,S/d取46之間,d取510mm,噴流速度W。2530)m/s較好。(3)換熱器阻力損失P=1000Pa左右。煤氣壓力低時,會對燃燒器的正常燃燒產生一定影響。故煤氣壓力低的系統中應謹慎使用。(4)經測算,已安裝的30臺噴流換熱器預熱空、煤氣,其小時總煤氣預熱量為5000m3,總空氣預熱量6000m3,空、煤氣總回收余熱功率為488.5kW.5)噴流換熱器結構簡單、造價低、可靠耐用。
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