小孔混流折流板换热器壳程传热性能研究

传统弓形折流板换热器在折流板背流侧存在“流动死区”,会减小壳程传热效率。为降低“流动死区”的影响，提出小孔混流折流板结构，并建立小孔型混流折流板换热器有限元模型，研究小孔位置和数量对换热器壳程传热性能的影响。结果发现，壳程流体在折流板小孔处会形成射流，增强了附近流体的湍流程度，减小了“流动死区”的范围，提高了壳程传热效率。在研究范围内，随着折流板小孔位置向缺口处移动，壳程强化传热能力先增强、后减少。壳程强化传热能力最强的小孔位置靠近折流板缺口，相比没有小孔的传统折流板换热器，此时的努塞尔数提高了17.02%,压力降减少了3.58%。同时还发现，折流板小孔数目越多，虽然壳程流体的流动阻力越小，但换热效率变化不是单调的，意味着折流板的小孔布孔方案存在优化设计空间。