内外流动介质下强化换热管耦合传热数值模拟

第４Ｏ卷第３期　石油化工　设备　Ｖｏｌ＿４０　ＮＯ．３　２Ｏ１１年５月　ＰＥ＇Ｉ、Ｒ（）ＣＨＥＭ１ＣＡＬ　ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ　Ｍａｙ　２Ｏ１１　，‘＋’‘＋“＋“＋　‘＋“＋　、　ｊ设计计算ｊ　ｋ．．＋．．＋　＋　＋．．＋．．＋－　文章编号：１０００—７４６６（２０１１）０３—００１９－０６　内外流动介质下强化换热管耦合传热数值模拟　霍喜军，刘巨保，张　强　（东北石油大学机械科学Ｉｊ１－程学院，黑龙江大庆　１６３３１８）　摘要：以强化换热管为研究对象，建立了以水为介质的轴对称数值模型。应用计算流体软件ＣＦＸ　对光管２ｆ．２种强化换热管（缩放管、波纹管）的传热特性及流动规律进行数值研究。结果表明，数值。　计算得到的光管总传热系数数值与经验公式计算结果吻合很好。与光管相比，强化换热管壁面结　构改变了流体的流动状况，对流道的流场产生重要影响。在相同流动条件下，缩放管与波纹管的总　传热系数数值均有较大程度的提高，强化作用明显。为此类产品的进一步理论研究和分析方法推　广提供了依据。　关键词：强化换热管；传热系数；流动规律；数值模拟　中图分类号：ＴＥ　９６５．０３　文献标志码：Ａ　Ｃｏｕｐｌｉｎｇ　Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｔｕｂｅ　ｗｉｔｈ　Ｉｎｓｉｄｅ　ａｎｄ　Ｏｕｔｓｉｄｅ　Ｆｌｏｗ　Ｍｅｄｉａ　ＨＵＯ　Ｘｉ－ｊ　ｕｎ，ＬＩＵ　Ｊｕ－ｂａｏ，ＺＨＡＮＧ　Ｑｉａｎｇ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｄａｑｉｎｇ　１６３３１８，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｈｅａｔ—ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｔｕｂｅｓ　ｗｅｒｅ　ｆｏｃｕｓｅｄ　ｏｎ　ａｎｄ　ａｎ　ａｘｉｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｗｉｔｈ　ｗａｔｅｒ　ｗａｓ　ｓｅｔ　ｕＤ．　Ｔｈｅ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｌｏｗ　ｌａｗｓ　ｏｆ　ｓｍｏｏｔｈ　ｔｕｂｅｓ，ｃｏｎ—　ｖｅｒｇｅｎｔ—ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ　ｔｕｂｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　ｔｕｂｅｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｂｏｔｈ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ＣＦＤ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ＣＦＸ・Ｔｈｅ　ｒｅｓｕ１ｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　ｓｍｏｏｔｈ　ｔｕｂｅｓ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｗｅｌｌ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅ—　ｓｕＩｔｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｍｐｉｒｉｃａｌ　ｆｏｒｍｕｌａ．　Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｍｏｏｔｈ　ｔｕｂｅｓ，ｔｈｅ　ｗａｌｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｅｎｈａｎｃｉｎｇ　ｔｕｂｅｓ　ｃｈａｎｇｅｄ　ｔｈｅ　ｆｌｕｉｄ　ｆｌｏｗ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄ　ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｇｒｅａｔ　ａｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｆ１ｏｗ—ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｆｌｕｉｄ　ｃｈａｎｎｅｌ＿　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｆｌｏｗ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　ｂｏｔｈ　ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ—ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ　ｔｕｂｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　ｔｕｂｅｓ　ｈａｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｇｒｅａｔｌｙ，　ａｌｓｏ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｎｈａｎｃｉｎｇ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｏｂｖｉｏｕｓ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓｕｃｈ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｗａｓ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｅｎｈａｎｃｉｎｇ　ｔｕｂｅ；ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｆｌｏｗ　ｌａｗ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍ｛１１ａｔｉｏｎ　强化换热管是热交换器结构中重要的传热元件　之一，对能量交换、节能具有重要作用。近年来，针　收稿日期：２Ｏ１０—１１—２９　基金项目：黑龙江省科技计划项目（ＧＺ０８ＡＳ０５）资助　作者简介：霍喜军（１９８２一），男，黑龙江佳木斯人，在读硕士研究生，从事石油化工没备中流崮耦合传热问题研究。　・　２Ｏ・　石油化工设备　２０１１年第４Ｏ卷　对换热管耦合传热研究多以实验研究为主　～　，而　采用数值模拟方法研究较少，且多为对换热管及管　内流体耦合传热的研究。文献Ｅ８３通过有限元数值　计算考察波纹管内的流动与传热性能，研究了不同　流体入口雷诺数及结构参数对管内平均传热系数的　影响。文献Ｅ９］采用数值模拟方法研究缩放管不同　扩张段跨度时管内流体的传热及阻力降性能，总结　了其强化传热机理。而对在同一结构下充分考虑内　外流动介质对强化换热管传热性能影响及流动规律　的研究较少。因此，为换热管的设计开发提供有效　的计算方法和手段，对产品结构优化和开发研究具　有重要指导意义。　‘文中拟采用轴对称模型，利用计算流体软件　ＣＦＸ对光管进行数值计算，将得到的总传热系数结　果与经验公式结果对比，以验证数值模型及计算方　法的正确性。同时对缩放管、波纹管２种强化换热　管的传热特性及流动规律进行研究，并与光管进行　比较，分析其强化机理。　１耦合传热计算模型　１．１　几何模型　选择套管结构下的换热管为研究对象，分别模　拟了光管、缩放管和波纹管３种换热管结构。换热　管长度为１　０００　ｍｍ，套管尺寸　３８　ｍｍ×３　ｍｍ，光　管尺寸　１９　ｍｍ×２　ｍｍ。缩放管与波纹管的结构　尺寸见图１和图２。管程与壳程均以水作为传热介　质，管程走热水，管程走冷水，且两者做逆流运动。　对流体做如下假设：①正常工况条件下。②流体不　可压缩且流动稳定。③管材进口处截面的流体速　度、温度均匀。④受迫流动。　图１缩放管结构示图　图２波纹管结构示图　１．２数值模型　利用轴对称模型对换热管的传热特性及流动规　律进行数值研究。采用经典ＡＮＳＹＳ软件对整体结　构进行建模与网格划分，之后以ｃｄｂ格式输出模型　文件并导入ＣＦＸ软件中。设置了管程与壳程２个　流动区域，介质均为水并假定是常物性。其它边界　条件：套管壁面绝热，换热管壁面为耦合条件。管程　与壳程流体为体积流量入口，管程流体入口温度　５５．０。Ｃ，壳程流体入口温度１１．５℃。出口均设为　压力出口条件。　２计算方法［１　０］　强化换热管内外流动介质为单相不可压缩流体　稳态流动状况，其流动与传热的控制方程通用形式　如下：　＋ｄｉｖ（１Ｄ　）＝ｄｉｖ（Ｆ，ｇｒａ　）＋ｓ÷（１）　式中，１０为密度，ｋｇ／ｍ。；ｔ为时间，Ｓ；Ｕ为速度矢量，　ｍ／ｓ；　为通用变量，可以代表　、　、叫、Ｔ等求解变　量；ｎ为广义扩散系数；Ｓ　为广义源项。　耦合传热问题的数值解法可分为分区求解、边　界耦合方法和整场求解法两大类。针对强化换热管　耦合传热问题，文中使用整场求解的方法进行研究。　整场求解方法是把不同区域中的热传递过程组合起　来作为一个统一的换热过程来求解，不同的区域采　用通用控制方程，耦合界面成计算区域的内部。采　用控制容积积分来导出离散方程，省去了不同区域　之问的反复迭代过程，使计算时间显著缩短。因而　整场离散、整场求解的方法是计算耦合问题的一种　主导方法。　３计算结果与分析　３．１　光管　当内管为光管时，按雷诺数将体积流量变化范　围划分３个阶段，即层流流态时体积流量为０．１～　０．４　ｍ。／ｈ、层流至湍流过渡段间流态体积流量为　０．５～０．８　ｒｎ。／ｈ、旺盛湍流流态体积流量为２．０～　９．０　ｒｎ。／ｈ。利用２种计算方法对比验证数值模型　及方法的正确性。换热管的总传热系数Ｋ可分别　由经验公式和数值计算得出［】“。　光管换热管总传热系数数值计算结果与经验公　式计算结果比较见图３。从图３可以看出，当流体　流态为层流时，误差为一７．６　～７．９　９／６；当流体流态　为过渡段时，误差为５．５　～１Ｏ．２　；当流体流态为　湍流时，误差为２．４％～５．７　。从这些数据可以明　显看出，当流态处于过渡段时整体误差比较大，最大　第３期　霍喜军，等：内外流动介质下强化换热管耦合传热数值模拟　）１．　ｇ．　豁　睾Ｊ　值达到１Ｏ．２　。处于旺盛湍流时误差比较小，最大　为５．７　，可见两者结果非常吻合。因此，运用ＣＦＸ　软件，采用轴对称模型计算方法对光管进行数值分　析完全能够满足工程要求，为进一步应用数值模拟　方法研究复杂结构换热管传热特性及流动规律提供　了保障。　●　量　●　良　垛　《　迎　壳群流体体移｛流量／ｍ　・ｈ　（ａ）层流及过渡段流态　觅程流体体　！流最／ｍ　‘ｈ’　（ｂ）旺盛湍流流态　图３光管换热管总传热系数数值计算与经验公式　计算结果比较　３．２　缩放管与波纹管　用ＣＦＸ软件对缩放管和波纹管代替光管进行　数值计算。除管程与壳程流体体积流量边界条件发　生变化外，ＣＦＸ软件中其余各项设置以及数据处理　方法均与模拟光管时相同。　３．２．１　壳程流体体积流量变化　流体体积流量边界条件为，管程流体体积流量　０．１２５　Ｉｎ。／ｈ恒定不变，壳程流体体积流量为０．３～　５．０　ｒｎ。／ｈ。在各模拟工况下通过数值计算得到的３　种换热管总传热系数比较曲线见图４，缩放管总传　热系数Ｋ　、波纹管总传热系数Ｋ　与光管总传热系　数Ｋ　的比值曲线见图５，ｑ　一５．０　ｒｎ。／ｈ时　＝＝＝　５００　ｍｍ处壳程流体速度云图见图６，３种换热管壳　程流体压降曲线及综合性能比较曲线分别见图７和　图８。　●　ｊ　Ｅ　●　垛　囊　‘　司ａ　图４壳程流体体积流量变化时　３种换热管总传热系数　图５　壳程流体体积流昔变化时缩放管　和波纹管与光管总传热系数比值曲线　Ｖ０　翟　２４５３　・Ｏ∞　。　｝磁　４８ｅ　廿ｏｏ　’　。蛞＋∞。　荔＇§　∞。　∞６ｅ　ｏ。ｏ　蛾ｅｆ９　∞＇　矗赫　镪整躲秘ｔ　童慧。貉　强西　滋。Ｉ避３２　｛　Ｉ　ＯＯＯＯ￣＊０ＯＯ　＿ｍ　ｓ　＇　（ａ）缩放管外侧　鬻３　８　№＋ｏ。。　罐　３瓣　∞ｑ　。　黧。　麓　疆　，　（ｂ）波纹管外侧　图６壳程流体体积流量变化时ｑｖ－二５．０　ｍ。／ｈ、　ｚ一５００　ｍｍ处壳程流体速度云图　由图４可知，随着壳程流体体积流量的增加，３　种换热管总传热系数发展趋势都在增大，在体积流　量小于１．５　ｍ。／ｈ时，增加较为迅速。在同一体积流　量下，与光管Ｋ值相比，缩放管与波纹管的Ｋ值均　・２２・　石油化工设备　２０１１年第４Ｏ卷　有较大提高。在体积流量变化范围内，缩放管Ｋ值　提高到１３９％～１５３％，波纹管Ｋ值提高到１３７　～　生喷射效应，在出口处产生节流效应，这两种效应综　合作用，会使流道内产生细小旋涡和横向流。波纹　１６２　。　司　避　媛　根　图７壳程流体体积流量变化时　３种换热管壳程流体压降曲线　图８壳程流体体积流量变化时　３种换热管综合性能比较曲线　由图５可知，在体积流量小于０．６　ｍ。／ｈ时，波　纹管强化作用大于缩放管；而当体积流量大于　０．６　ｍ。／ｈ时，缩放管的强化作用大于波纹管。随着　体积流量的增大，缩放管与波纹管的强化作用对Ｋ　值影响逐渐减小。当体积流量大于３．０　ｍ。／ｈ时，缩　放管与波纹管的Ｋ值提高分别不超过５２　和　３８　，并且趋于稳定。　由图６可知，换热管壁面结构改变了壳程流体　的流动状况，对壳程流道的流场产生重要影响，临近　壁面处流体速度较小。图６ａ中，缩放管壁面的收缩　引起了速度流线的弯曲，并造成近壁流体对壁面的　冲刷，在突然扩张段还产生了流动的分离。分离延续　至收缩段的前端才与壁面再附。流体流动的分离以　及流动的弯曲都引起流体湍流度的增加，尤其是引　起近壁面区域流体湍流度的增强。图６ｂ中，波纹管　的弧形段打破了原有的壳程流体速度分布规律，管　内流体流速发生周期性变化。由于在凹弧段横截面　的流通面积突然变小，使流体流速增大，湍动程度增　加。流体的运动惯性流动使凸弧形管段的进口处产　管壁面的周期性变化使得壳程内流体总是处在规律　性扰动状态，对流体边界层产生很强的冲击作用，减　薄边界层厚度，致使传热系数明显提高。　由图７可知，在壳程流体体积流量范围内，３种　换热管压降随着壳程流体体积流量增加而增大。在　同一流量处，缩放管与波纹管的流体压降值明显比　光管的大。其中波纹管的最高，光管的相对最低。　表明热交换器传热系数的提高以消耗流体流动压降　为代价。　图８采用单位压降时的总传热系数进行对比分　析，即换热管的综合性能是以Ｋ／Ａｐ为表征的。在　壳程体积流量小于１．０　ｍ。／ｈ时，３种换热管综合性　能值呈下降趋势，光管与缩放管的综合性能数值几　乎相等但比波纹管综合性能数值略大。当壳程流体　体积流量大于１．５　ｍ。／ｈ时，三者综合性能值趋于稳　定，这时缩放管综合性能值略高于其他２种。因此，　在改变壳程流体体积流量条件下，缩放管的综合性　能最好。　３．２．２　管程流体体积流量变化　流体体积流量边界条件为，壳程流体体积流量　１．０　ｍ。／ｈ恒定不变，管程流体体积流量为０．１～　１．０　ｍ。／ｈ。在各模拟工况下计算得到的３种换热　管的总传热系数比较曲线见图９，缩放管、波纹管　总传热系数与光管总传热系数的比值曲线见图１Ｏ，　ｑｖ一１．０　ＩＤ＿。／ｈ时．７Ｃ＝５００　ｍｍ处壳程流体速度云图　见图１１，３种换热管壳程流体压降曲线和换热管综　合性能比较曲线分别见图１２和图１３。　＿　Ｅ　●　髅　蕻　迎　管程流体体积流量，ｍ’‘　图９　管程流体体积流量变化时　３种换热管总传热系数曲线　由图９与图１ｏ可知，在管程流体体积流量变化　条件下３种换热管总传热系数与壳程流体体积流量　变化条件下趋势相同，随着体积流量的增加，Ｋ逐　渐增大。而不同之处在于当管程流体体积流量大于　第３期　霍喜军，等：内外流动介质下强化换热管耦合传热数值模拟　强化作用对Ｋ值的影响逐渐减小，其Ｋ值提高不　超过３０　。而缩放管对Ｋ值的影响并没有趋于稳　定，相反呈下降趋势。在体积流量变化范围内，缩放　管Ｋ值提高到１１３　～１　５４　，波纹管Ｋ值提高到　管氍流体体椎｛流量／ｍ　・ｈ　图１０管程流体体积流量变化时　缩放管和波纹管与光管总传热系数比值曲线　２　３２ｅ￣　０　０　。　１　７Ｂ６￣＋０００　０　５６ｚ　＋ｏ。ｏ　－０　雪　４　４６　４ｅ－００１　ｍ　ｓ　一｛　（ａ）缩放管内侧　零譬　＿ｌ露　（ｂ）波纹管内侧　图１１管程流体体积流量变化时　一ｌ＿ｏ　ｍ。／ｈ、　ｚ一５００　ｍｍ处管程流体速度云图　图１２　管程流体体积流量变化时　３种换热管管程流体压降曲线　０．２　ｍ。／ｈ后，波纹管的强化作用要大于缩放管的。　与光管相比，随着管程流体体积流量的增大，波纹管　１２８　～１４８　。　管：程流体体　｛流艟Ｉｍ’。ｈ　图１３　管程流体体积流量变化时　３种换热管综合性能比较曲线　由图１１可知，管程流体速度分布规律与壳程流　体相似，在近壁面处速度较低，同样源于换热管壁面　结构改变了管内流体的流动状况。与光管内流动相　比，缩放管内壁面扩张段与收缩段同样使流体边界　层分离，且分离后流体将与壁面重新接触减薄边界　层厚度。波纹管内壁面凸凹弧段使流动产生涡流结　构并形成二次流。正是由于这两种流动方式使管内　换热得到了强化。　由图１２可以知道，在管程流体体积流量范围　内，３种换热管管程压降随体积流量增加而增大。　在同一体积流量处，缩放管与波纹管的流体压降同　样比光管的大，缩放管流体压降最高，光管的流体压　降最低。　由图１３可知，在管程流体体积流量变化范围　内，３种换热管综合性能数值呈现下降趋势。在同　一管程流体体积流量下，光管Ｋ／Ａｐ值最大，缩放　管Ｋ／Ａｐ最小。管程流体体积流量大于０．５　ｍ。／ｈ　时，三者综合性能数值下降趋势减缓，且数值相差不　大。从传热强化程度方面比较，波纹管更适合于应　用到热交换器中。　４　结论　（１）通过对光管总传热系数数值计算结果与经　验公式结果对比发现二者吻合很好，能够满足工程　要求。因此，利用文中所建立的轴对称数值模型可　以准确描述出换热管结构。应用ＣＦＸ软件能够分　析出换热管传热特性及内外介质流动规律，且具有　通用性，为此类产品的进一步理论研究和分析方法　第４Ｏ卷第３期　２０１１年５月　文章编号：１０００—７４６６（２０１１）０３—００２４—０３　石油化工设备　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．３　Ｍａｙ　２０１１　ＰＥＴＲＯ－ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ　球罐用Ｕ型托板设计　裴召华　（中油辽河工程有限公司机械工程所，辽宁盘锦　１２４０１０）　摘要：ＧＢ　１２３３７－－１９９８（（钢制球形储罐》规定了４种支柱与球罐连接型式，这４种结构各有优缺点。　目前常采用加Ｕ型托板的结构，且通常认为加托板结构支撑的球罐受力较好。但对托板尺寸计算　并没有详细的公式，只能根据实际工作经验进行设计。对此进行了分析论证，提出了Ｕ型托板设　计时应注意的几个问题。　关键词：球罐；支柱；托板；设计；应力分析　中图分类号：ＴＥ　９７２．０３　文献标志码：Ｂ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ　Ｔａｎｋｓ’Ｓｍａｌｌｅｒ　Ｕ—ｓｈａｐｅ　Ｐｌａｔｅ　ＰＥＩ　Ｚｈａｏ－ｈｕａ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　Ｃｈｉｎａ　Ｌｉａｏｈｅ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｌｔｄ．，Ｐａｎｊｉｎ　１２４０１０，Ｃｈｉｎａ）　推广提供了依据。　（２）在轴对称数值模型中，通过改变管程或壳程　热性能试验研究［Ｊ］．石油化工设备，２０１０，３９（３）：１７－　２Ｏ．　中流体体积流量，对３种换热管总传热系数进行了　数值计算。结果表明，３种换热管的总传热系数都　随体积流量的增加而增大。与光管相比，缩放管与　波纹管的总传热系数均有较大程度的提高，强化作　用明显。　［３］　Ｂｒｕｃｅ　Ｔｉｌｔｏ，Ｒｏｂｅｒｔ　Ｓｉｇａｌ，Ｕｍｅｓｈ　Ｒａｔｎａｍ．Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｒａｔｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｈｅａｔ　Ｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，１９９８，６１（４）：６５－７６．　Ｉ－４］牛小飞，李苏，张永恒．基于Ｂｐ神经网络的板式热　交换器传热与流阻性能预测ＥＪ］．石油化工设备，２０１０，　３９（２）：９－１３．　（３）通过对数值模型中管程与壳程流体流动规　律的分析，发现换热管壁面结构改变了流体的流动　［５３孙文涛，胡永锁．换热网络操作夹点的求解与分析　ＥＪ］．石油化工设备，２０１０，３９（２）：２６—３０．　［６］刘文武，杨宗政，刘振义．套管换热器强化传热实验研　究ｒＪ］。煤气与热力，２００８，２８（６）：２３—２５．　［７］　熊志立．传热传质技术及设备进展点滴ＥＪ－Ｉ．石油化工　设备，２Ｏ１Ｏ，３９（３）：１１３．　状况，对流道的流场产生重要影响。与光滑壁面流　动相比，缩放管壁面扩张段与收缩段使流体边界层　分离，且分离后流体将与壁面重新接触减薄边界层　厚度。而波纹管壁面凸凹弧段能够使流动产生涡流　结构并形成二次流，正是这两种流动方式使换热得　到了强化。因此，缩放管与波纹管应用到热交换器　［８］　肖金花，钱才富，黄志新．波纹管传热强化效果与机理　研究ｒＪ］．化学工程，２００７，３５（１）：１２－１５．　［９］靳遵龙，董其伍，刘敏珊，等．缩放管流体流动与传热性　能数值研究［Ｊ］．冶金能源，２００９，２８（３）：１２—１４．　中会使传热系数得到明显提高。　参考文献：　［１Ｏ］陶文铨．数值传热学（第２版）［Ｍ］．西安：西安交通大　学出版社，２００１．　Ｅ１］唐亮，李智．波纹形内翅片管对流换热实验研究及　［¨］杨世铭，陶文铨．传热学（第四版）［Ｍ］．北京：高等教育　出版社，２００６．　（张编）　其应用ＥＪｑ．应用能源技术，２００８，３（１２３）：１０—１３．　［２］徐建民，熊雯，皮威，等．内插自振弹簧换热管传　收稿日期：２０１０－１２一Ｏ１　作者简介：裴召华（１９７６一），男，辽宁盘锦人，工程师，学士，现从事压力容器及非标设备设计工作。