三分周向重叠的螺旋折流板换热器的实验性能研究(6)
1.2.3 螺旋流式支撑结构
基于弓形折流板换热器的结构，从改变折流板布置方式的角度，Lumha J等人1983年提出了将折流板设计成与壳体横截面有一个倾斜角度，使流体在壳程旋转运动，称为螺旋折流板换热器，并开始着手这种换热器的研究。结构示意图见图1．2。与此同时，我国南京炼油厂换热器试制组也开始螺旋隔板换热器的研究，然而由于当时没有找到合适的螺旋隔板换热器的结构参数，使得实验结果不令人满意。
图4折流栅 图5断续螺旋折流板
螺旋折流板对壳程性能的主要影响是：a)螺旋流动增强了流动湍动，强化传热；b)相同流量下，流动压降小：c)不易结垢；d)消除了弓形折流扳后面的卡门涡，防止流动诱导振动；e)对于低雷诺数下(Re(1000)的传热，其效果更为突出。实验表明，螺旋流换热器的流动状况非常理想，即不存在流动死区，消除了弓形折流板的返混现象，可大大提高有效传热温差．螺旋通道内柱状流的速度梯度影响了边界层的形成，使传热系数大大提高。
1.3 螺旋折流板换热器的研究进展
stehlik P等在文献中系统地对不同螺旋角的换热器传热与流阻性能进行了实验研究，给出了17度到44度时的壳侧换热系数与压降的关系，提出了最优的换热器结构参数，认为螺旋角为40。时换热器的传热与流阻性能最优。与弓形折流板换热器比较后，得出螺旋隔板换热器具有优良的传热性能和较低流动阻力。据文献报道，对螺旋折流板换热器流动特性进行了研究，结果表明螺旋折流板的螺旋角选在35。左右为宣。近年来，抚顺石油学院的研究人员对不同工作介质在光滑管螺旋隔板换热器的传热和流阻性能进行了中试实验，研究发现对于水这样的低粘度流体，相同流量下单位压降的壳程对流传热系数，螺旋折流板换热器约为普通弓形折流板换热器的2．4倍；对于高粘度油品，相同流量下单位压降的壳程对流传热系数，螺旋折流板换热器约为普通弓形折流板换热器的1．5倍。螺旋折流板换热器不仅适用于低粘度流体，也可用于高粘度流体。
西安交通大学在国家自然科学基金的资助下对螺旋折流板换热器传热与阻力性能进行了一系列的研究。高晓东的实验研究针对半椭圆折流板周边连续结构，螺旋角分别为15、25和40。进行了研究。其数据表明，在实验研究范围内，大的螺旋角具有较好的综合性能。刘宗宽研究了螺旋角为23、28、30和35的双螺旋结构的综合性能，得出了该螺旋角范围内肌与雷诺数的关系。王良116J研究了10、15和22．5螺旋折流板换热器有无假管及阻流板对换热器的影响。
曾敏等对连续螺旋折流板换热器进行了换热与阻力的研究，结果表明，在流速较大时，螺旋折流板换热器的传热性能优于弓形折流板换热器.
1.4 换热器技术的发展前景
1.4.1 用于整体装置设计的数据库技术
传统的整体装置设计任务是由各个部门的工作小组分别对其中的某一项进行设计, 并通过设计说明书相互联系来完成的, 而最近发展起来用于整体装置设计的数据库技术, 可以使这种繁重的任务变得简单起来。通过数据库系统, 不同类型的设计应用软件可以有机地形成一个整体, 设计者只需通过数据库操作系统向应用软件中输入相关参数, 便可得到更多的关于设计任务的数据, 并且这些数据可以反馈到数据库中。随着CAD 软件包和数据库技术的发展, 用于整体装置设计的数据库技术必定会代替手工计算设计方法。