基于气侧强化换热技术的间壁式气体-散料换热器.pdf

Vo1．29 No．5 冶 金 能 源 Sept．2010 ENERGY FOR METALLURGICALINDUsTRY 47 基于气侧强化换热技术的间壁式气体 一散料换热器 夏德宏 张 艳 尚迎春 肖琳姝 (北京科技大学 热科学与能源工程系) 摘 要 目前工业中气体一散料多为直接换热，这种换热方式对易与换热介质发生不 良反应、 粒度较细的散料不适用 ，因此着眼于气体 一散料的间接换热 ，首先研制了一种气体侧强化换 热插件——金属纤维多孔体，并采用 FLUENT软件对其传热与流动特性进行研究，然后开发 了问壁式气体一散料换热器，、其换热高效、结构紧凑，已在工业上成功应用。 关键词 散料余热回收 强化换热 数值模拟 Indirectheatexchangerofgasandfine—-powderbasedon heattransferenhancementin gasside XiaDehong ZhangYan ShangYingehun XiaoLinshu (UniversityofScienceandTechnologyBe!jing) Abstract Inindustry，theheatexchangebetweengasandfine—powderismostlydirect，andthis mearl8isnotapplicableforhtefine—powderhtatisapttoreactwiht hteheattransferringmedium orits granularityistoofine．SothisarticlefocusesOHtheindirectheatexchangemeans．Firstanew tube insert—·porousbodyofmetalfiberWaSdevelopedwhoseheattransfernadflowcharacteristicsWas stud-· ide byusingthesoftwareFLUENT．Thenanindirectheatexchangerofgas andfine—powderwithtom · pactstructureandhighlyheattransferefficiencyWas designed，whichhasbeenappliedsuccessfullyin industry． Keywords fine—powder~wasteheatrecovery heattransferenhancement numericalsimulation． 目前工业生产中对气体显热及液体显热的回 气体一散料强化换热可分为气体侧强化换热及固 收效率较高，而对余热量更大的高温固体散料的 体侧强化换热，由于一般固体的导热系数大于气 余热回收率较低 ¨j。工业应用成熟的固体散料 体的导热系数，气固换热的瓶颈在于气侧。其中 热回收设备主要有流化床式、回转窑式、简式、 气体侧的强化换热的研究 目前多集 中于处理表 篦式 J、热管式 3【I4】、壳管式 J，其中前四种 面、粗糙表面、扩展表面、扰流元件等技术手 形式采用直接换热技术，换热效率高，但是不适 段l6】，大多制作复杂、不易更换、与管壁接触 于粒度较细、易与换热介质发生不 良反应的散 不 良或使阻力损失大幅增加。该文希望开发一种 料，而后两种由于造价高和强化传热效果有限， 综合性能高且易更换的气侧强化传热插件，研究 均没得到广泛应用，因此研究气体 一散料的强化 其传热与流动特性，并在此基础上开发出一种新 换热、开发出实用的间壁式气体 一散料换热器对