基于Ishihara模型的换热器气液两相流动特性研究.pdfVIP

学兔兔 l 訇 基于Ishihara模型的换热器气液两相流动特性研究 Research of Gas-Liquid Two-Phase flow characteristice based on Ishihara model 孙启鹏 SUN Q__peng (洛阳理工学院，洛阳471005) 摘 要：以Ishihara两相流动模型为基础，对TEMA—E型管壳式换热器壳侧两相流体流动特性进行了试 验研究。应用Ishlhara推荐的两相压降公式形式，得到了主流路的两相摩擦压降表达式，并与 实验结果吻合较好。通过错流区分相流动模型，分析计算了主流路与旁路中气液分布情况， 结果表明气液分配比例与两相流流型和气液质量流速有关，且比例值的波动范围较大。 关键词：管壳式换热器；两相流动特性；流路 中图分类号：TK1 24 文献标识码：A 文章编号：1 009—01 34(2011)2(下)一0094～03 Doi：10．396c}／J．issn．1009-01 34．2011．2(下)．32 0 引言 特性的影响，并提出了考虑旁路的错流区两相压 带折流板的管壳式换热器广泛应用在大型动 降通用计算关联式。壳侧流动模型及各流路的定 力电站、核电站、石油化工、制冷空调工程等工 义见文献 ： 业部门中，而其中约一半以上涉及壳侧气液的两 试验测试系统如图l所示。试件采用有机 玻璃制成。换热器水平放置，折流板垂直切割， 相流动和传热。自本世纪三十年代起，对装有折 流板的管壳式换热器壳侧单相压降的研究一直在 无泄漏流A和E。试件的几何尺寸详见表1。 进行中。在实际应用的换热器中，由于加工、装 表1 换热器结构参数 配和管束布置的限制，不可避免地在管束与壳体 内壁之间形成一定的间隙。在这些间隙中流动的 流体对横掠管束的主流产生分流作用，使壳侧的总 驱动压降减小，也使壳侧实际参与换热的流体量减 试验中先从近似于横掠管束的B流路开始进 少，削弱了实际换热器的换热能力。为了分析和研 行流动特性试验，之后加入旁路流C，研究旁路 究实际换热器壳侧的流动特性，Tinker提出了壳侧 对壳侧压降的影响，以及气液流量在各流路的分 流动模型u ，将壳侧流体分为错流、旁路流及泄漏 配情况。 流等几个流路；Palen和Taborek对Tinker模型进行 了改进，形成目前广为接受的壳侧流动模型。 2 试验结果与分析 现有的研究主要集中在各个流路的单相流动 B流路为换热器壳侧横掠管束的主流路，目前 特性上，并取得了一定的成果。但是工业中50％ 对这一流路两相流型和压降的研究，大多在理想 以上的管壳式换热器涉及壳侧两相流动和换热， 方腔壳体内进行，且有意将错流区区段加