凝結(jié)是工業(yè)過(guò)程中十分普遍的一種傳熱過(guò)程。波紋板對(duì)強(qiáng)化凝結(jié)傳熱過(guò)程的機(jī)理主要是豎直布置的波紋壁面上由于存在表面張力效應(yīng)而將波峰兩側(cè)的凝結(jié)液膜拉薄,導(dǎo)熱熱阻減小,使換熱強(qiáng)化;同時(shí)由于波谷內(nèi)的凝結(jié)液積聚增快,從而可能使波谷液膜內(nèi)的流態(tài)容易變成湍流或從換熱面上脫離或飛濺并加快凝結(jié)液排出。這些都會(huì)增強(qiáng)液膜內(nèi)的擾動(dòng),提高凝結(jié)換熱系數(shù)。此外由于另一側(cè)冷卻水在波紋通道內(nèi)的流動(dòng)也能得到強(qiáng)化,因而波紋板可提高冷凝器的總體傳熱系數(shù)。板殼式換熱器作為冷凝器使用時(shí)一般以板外通道作為凝結(jié)側(cè),臥式布置以減薄液膜厚度,在相鄰兩塊角度相反的斜波紋構(gòu)成的網(wǎng)流型通道中的三維流動(dòng)和傳熱過(guò)程是十分復(fù)雜的,目前還難以進(jìn)行理論求解。對(duì)于波紋板表面的膜狀凝結(jié)過(guò)程,可先將其簡(jiǎn)化為豎壁問題,然后再考慮波紋對(duì)強(qiáng)化凝結(jié)傳熱的效應(yīng)。將一個(gè)節(jié)距內(nèi)波紋的展開寬度為l0的波紋豎壁與相同寬度的當(dāng)量平直豎壁的相對(duì)凝結(jié)效應(yīng)進(jìn)行分析,通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型編程計(jì)算,得出了較小的波紋、波紋斜角接近于豎直方向、波紋角較尖銳及波紋圓角較小的波紋板更有利于強(qiáng)化凝結(jié)換熱的結(jié)論。特別是尺寸較小的波紋更有利于利用表面張力利用減薄液膜,從而強(qiáng)化凝結(jié)側(cè)換熱系數(shù)。但由于波紋尺寸大小將影響板內(nèi)、外的通流量,為此提出了能兼顧流通面積和強(qiáng)化傳熱效應(yīng)的同向雙尺度波紋設(shè)想(如圖3所示),并已進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種同向雙尺度波紋板可比普通波紋板的總體傳熱系數(shù)提高30%左右,其中對(duì)凝結(jié)側(cè)換熱系數(shù)可提高50%以上。

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