基于火积理论的螺旋折流板换热器结构优化-高校化学工程学报.PDF

第 30 卷第 3 期 高 校 化 学 工 程 学 报 No.3 Vol.30 2016 年 6 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities June 2016 文章编号：1003-9015(2016)03-0532-08 基于火积理论的螺旋折流板换热器结构优化 1 1 2 1 2 王斯民 , 王萌萌 , 顾 昕 , 简冠平 , 文 键 (1. 西安交通大学 化学工程与技术学院, 陕西 西安 710049; 2. 西安交通大学 能源与动力工程学院, 陕西 西安 710049) 摘 要：首次应用火积理论对螺旋折流板换热器进行优化结构分析。选取 50% 搭接的 18° 和 27° 的螺旋平面折流板 换热器和改进的螺旋折面折流板换热器作为研究对象，且分别应用传热性能综合评价(PEC)准则和火积耗散理论对实验 数据进行了分析。结果表明：随着有效度和传热单元数的增加，火积耗散数均减小。18° 螺旋折流板换热器的性能明 显优于 27° 螺旋折流板换热器，且在有效度或传热单元数相同的情况下，改进后的螺旋折面折流板换热器的性能也均 优于螺旋平面折流板换热器。火积耗散理论与 PEC 准则分析结果的一致性，证明了火积理论对螺旋折流板换热器性能 分析的适用性。同时发现，传热火积耗散数的大小是阻力火积耗散数的上千倍，说明传热火积耗散在总火积耗散中占 重要地位。这对火积理论应用于螺旋折流板换热器的传热和阻力性能研究具有重要意义。 关键词：螺旋折流板换热器；传热；优化；传热性能综合评价准则；火积耗散数 中图分类号： TK172 文献标识码：A DOI ：10.3969/j.issn.1003-9015.2016.03.005 Structure Optimization of Helical Baffle Heat Exchangers Using Entransy Theory 1 1 2 1 2 WANG Si-min , WANG Meng-meng , GU Xin , JIAN Guan-ping , WEN Jian (1. School of Chemical Engineering and Technology, Xian Jiaotong University, Xian710049, China 2. School of Energy and Power Engineering, Xian Jiaotong University, Xian 710049, China) Abstract: The structure of helical baffle heat exchangers was analyzed and optimized using entransy theory for the first time. The helical baffle heat exchangers with 50% overlap and 18°/27° plan