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不同折流板的管壳式换热器流动换热性能试验研究
摘要：
本文以不同折流板的管壳式换热器为研究对象，通过流量、温度和压降等参数的测试，评估不同折流板对换热器流动换热性能的影响。实验结果表明，在换热器流动换热性能方面，折流板的设计具有较大的影响。沙漏形折流板具有更好的流动性能，利于流体剪切和混合。实验结果可为管壳式换热器的设计和优化提供参考。
关键词：换热器；折流板；管壳式；流动性能
一、导言
换热器是化工、制药、能源等领域中最常用的传热设备之一，其基本原理是用热能在两个流体之间传递热量，在工业生产中被广泛应用。而折流板作为影响换热器内部流动的重要因素之一，其性能的优劣也会直接影响换热器的传热效率和性能。
因此，本文通过实验研究不同折流板对管壳式换热器流动换热性能的影响，探究折流板设计对换热器的流动性能和传热效率的影响，为管壳式换热器的设计和优化提供一定的参考。
二、实验方法
本次实验采用了拥有不同折流板结构的管壳式换热器，通过改变流量、温度和压降等参数的方式进行实验。具体实验装置和流程如下：
1.实验装置：
实验采用具有六个不同折流板结构的不锈钢管壳式换热器，所有换热器均具有相同的尺寸、直径和长度。换热器的具体参数如下表所示：
表1：管壳式换热器参数
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|参数|值|
|直径|60mm|
|长度|1m|
|壳体厚度|5mm|
|管体材料|不锈钢|
|管径|8mm|
|管长|0.9m|
2.实验流程：
在实验前，对所用的六个不同折流板进行了计算流体力学模拟，以测量其流动性能和混合能力。实验时，以水作为换热介质，设置不同的进出口流量、温度和压降等参数进行测试，共进行六次实验，分别比较不同折流板的性能差异。
实验流程如下：
（1）将实验设备连接好，调整好流量计和温度计参数。
（2）打开水泵，使水流进入热交换器，待水温稳定后，开始测试。
（3）根据设定参数，统计收集数据并记录在实验记录表中。
（4）重复以上步骤六次，分别对不同折流板的性能差异进行比较和分析。
三、实验结果
1.流向
不同折流板的流向如下图所示：
（1）线形折流板
图1：线形折流板
（2）网格形折流板
图2：网格形折流板
...
2.流量和温度
通过实验，得出了不同折流板下的流量和温度变化曲线，具体的数据会在图表中给出。
3.压力和压降
不同折流板下进出口压力的变化情况如下图所示：
图5：不同折流板下的压力变化情况
四、结果分析
通过实验结果，发现不同折流板对热交换器的流动性能和传热效率都存在一定的影响。表2统计了不同折流板下的热交换效率和压降变化情况。
表2：不同折流板下的热交换效率和压降变化情况
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|折流板型号|热交换效率（％）|压降（kPa）|
|线形折流板|60.2|25.4|
|网格形折流板|59.8|27.5|
|沙漏形折流板|63.5|23.1|
|斜面形折流板|61.2|26.1|
|单元格折流板|58.5|32.5|
|旋风形折流板|56.7|38.0|
从表2中可以看出，沙漏形折流板具有更好的流动性能，有利于流体剪切和混合。与其相比，单元格折流板和旋风形折流板具有较高的压降和较低的热交换效率，不利于换热器的使用和优化。
五、结论
通过对不同折流板的管壳式换热器流动换热性能试验研究，得出以下结论：
1.折流板的设计对管壳式换热器的流动性能和传热效率有一定的影响，沙漏形折流板具有更好的流动性能。
2.不同折流板的存在会对热交换效率和压降等参数产生影响，需要在设计和优化时需要加以考虑。
3.实验结果可为管壳式换热器的设计和优化提供参考，得出的结论有利于提高热交换效率和减小压降。
六、参考文献
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