仿蜂窝状模块化毛细管换热器换热与流动特性实验研究

摘要

针对毛细管换热器插管困难以及毛细管弯曲强度低等问题导致功率受限、难以批量化制造，提出了一种应用仿蜂窝状结构设计的组装式毛细管换热器设计方案，通过芯体模块的标准化发挥其固有的低成本、高紧凑度、高换热系数等优势。换热器样件采用外径为3 mm、内径为2 mm的316L不锈钢毛细管，换热面紧凑度达到1 073 m²/m³,壳体紧凑度达到234.6 m²/m³,高于同类型普通毛细管换热器。在搭建的水-水换热实验测试台上，壳程雷诺数在200～1 400范围内时，测量了换热器的换热与流阻特性。实验结果表明：毛细管换热器的壳程换热系数是常规管壳式换热器的5倍，模块之间的挡管对壳程换热性能具有重要作用，可防止模块间隙流体旁通；通过对内部结构的仿真与优化分析，有效降低了壳程流阻，壳程管束摩擦因子低于同类型普通毛细管换热器。

关键词

毛细管换热器 / 仿蜂窝状结构 / 壳程换热特性 / 壳程流阻

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52276050)