水平液固循环流化床换热器传热性能评价

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2016.11.005

化工进展 ›› 2016, Vol. 35 ›› Issue (11): 3421-3425.doi: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.11.005

水平液固循环流化床换热器传热性能评价

刘燕^1,2, 张英迪¹, 裴程林¹, 王智¹, 张伟²

1. 河北工业大学化工学院, 天津 300130;
2. 河北工业大学海洋科学与工程学院, 天津 300130

收稿日期:2016-03-18 修回日期:2016-08-02 出版日期:2016-11-05 发布日期:2016-11-05
通讯作者: 刘燕(1970-),女,副教授,研究方向为化工过程多相流。E-mail:Julia_liuyan@hebut.edu.cn。 E-mail:Julia_liuyan@hebut.edu.cn
作者简介:刘燕(1970-),女,副教授,研究方向为化工过程多相流。E-mail:Julia_liuyan@hebut.edu.cn。
基金资助:
河北省科技支撑计划（14273105D）及河北省自然科学基金（D2014202074）项目。

Evaluation on heat transfer performance of horizontal liquid-solid circulating fluidized bed heat exchanger

LIU Yan^1,2, ZHANG Yingdi¹, PEI Chenglin¹, WANG Zhi¹, ZHANG Wei²

1. Department of Chemical Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China;
2. School of Marine Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China

Received:2016-03-18 Revised:2016-08-02 Online:2016-11-05 Published:2016-11-05

摘要/Abstract

摘要： 对管内插入Kenics静态混合器的水平液固循环流化床换热器进行实验研究，实验考察了静态混合器扭率、静态混合器安装方式、液体流速、颗粒体积分数对传热性能和流阻性能的影响，并运用综合强化传热性能评价指标（PEC）对其进行分析。实验发现，传热性能和阻力系数均随扭率增加而减小。当雷诺数在10000~45000之间时，扭率为1.5、2、2.5、3.5的Kenics静态混合器的PEC指标均大于1，说明了水平流化床换热器插入Kenics静态混合器能够改善传热。在雷诺数达到25000左右、Kenics静态混合器扭率为2.5、颗粒体积分数为4%时，水平流化床换热器的PEC指标最高达到1.18。当两个扭率均为2.5的Kenics静态混合器安装间距为200mm时，水平流化床换热器的PEC指标最高。

关键词: Kenics静态混合器, 水平液固循环流化床, 多相流, 强化传热, 性能评价指标

Abstract: The horizontal liquid-solid circulating fluidized bed heat exchanger with Kenics static mixer was studied by this experiment. The effects of Kenics static mixer twist rate, the installation method of Kenics static mixer, flow rate and particle volume fraction on heat transfer performance and flow resistance performance were investigated, which were analyzed by the comprehensive heat transfer performance evaluation criteria index. It was found that the heat transfer and resistance coefficient decrease with the increase of twist rate. Results showed that the performance evaluation criteria of Kenics static mixer with twist rate Y=1.5, 2, 2.5, 3.5 were over 1 without exception in the range of Reynolds number 10000—45000, which indicates that the horizontal fluidized bed heat exchanger with Kenics static mixer can enhance heat transfer. The performance evaluation criteria of horizontal fluidized bed heat exchanger reached 1.18 at most, when the Reynolds number reached about 25000, the twist rate of Kenics static mixer is Y=2.5 and the particle volume fraction is 4%. The performance evaluation criteria of horizontal fluidized bed heat exchanger is the highest on the condition that the distance between two Kenics static mixers with twist rate Y=2.5 is 200mm.

Key words: Kenics static mixer, horizontal liquid-solid circulating fluidized bed, multiphase flow, heat transfer enhancement, performance evaluation criteria(PEC)

中图分类号:

TQ51

刘燕, 张英迪, 裴程林, 王智, 张伟. 水平液固循环流化床换热器传热性能评价[J]. 化工进展, 2016, 35(11): 3421-3425.

LIU Yan, ZHANG Yingdi, PEI Chenglin, WANG Zhi, ZHANG Wei. Evaluation on heat transfer performance of horizontal liquid-solid circulating fluidized bed heat exchanger[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2016, 35(11): 3421-3425.

参考文献

[1] 崔海亭,彭培英. 强化传热新技术及其应用[M]. 北京:化学工业出版社,2005.
[2] 李修伦,闻建平. 垂直管内三相流化床沸腾传热特性[J]. 化学工程,1995(4):50-54.
[3] 陈健生,李修伦,张少峰,等. 汽液固三相循环流化床蒸发器强化传热和防垢研究[J]. 化学工业与工程,2000(1):15-18.
[4] 张利斌,张金钟,李修伦. 多相流流化床换热器研究进展[J]. 现代化工,2001(2):17-19.
[5] 张恒,王晋刚,张少峰. 水平管循环流化床换热器防垢试验研究[J]. 化工装备技术,2008(4):31-33.
[6] 张继军,张恒,张少峰. 水平管液固循环流化床换热器强化传热和防垢研究[J]. 石油和化工设备,2007(5):4-5.
[7] 胡金刚,刘燕,赵斌,等. 水平管内液固流化床颗粒分布[J]. 化工装备技术,2006(4):12-16.
[8] 张少峰,张伟,刘燕. 起旋器对水平液固循环流化床颗粒分布的影响[J]. 河北工业大学学报,2009(2):69-73.
[9] 刘燕,张丽梅,张少峰,等. 带有Kenics静态混合器的水平液固循环流化床颗粒分布的数值研究[J]. 河北工业大学学报,2014(5):49-54.
[10] 刘燕,李洪彬,王晋刚,等. 带有Kenics静态混合器的水平液固两相流化床换热管的压降研究[J]. 化工进展,2013,32(11):2579-2582.
[11] 李洪彬,Kenics静态混合器在水平液固循环流化床中流动特性的研究[D]. 天津:河北工业大学,2013.
[12] WEBB R L. Performance evolution criteria for use of enhanced heat exchanger surfaces in heat exchanger design[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer,1981,24:715-726.
[13] MOFFAT R J. Using uncertainty analysis in the planning of an experiment[J]. Journal of Fluids Engineering,1985,107(2):173-178.
[14] 张少峰,王江涛,刘燕. Kenics静态混合器在水平液固循环流化床中的研究[J]. 化学工程,2012(6):43-46.

[1]	刘世杰, 莫逊, 涂爱民, 朱冬生, 谭连元. 新型纵流油冷却器壳程强化传热[J]. 化工进展, 2022, 41(7): 3475-3482.
[2]	李艺凡, 王志鹏. 带有周期性扰流结构的微通道内流动与传热特性[J]. 化工进展, 2022, 41(6): 2893-2901.
[3]	李勇铜, 刘健, 杨来顺. 新型金属泡沫-微柱群复合热沉内流动传热性能分析[J]. 化工进展, 2022, 41(5): 2268-2276.
[4]	林伟翔, 苏港川, 陈强, 文键, AKRAPHON Janon, 王斯民. 沉浸式换热器超声强化传热影响因素[J]. 化工进展, 2022, 41(1): 40-51.
[5]	王凯, 黄慧, 南翠红, 王跃社, 卢金玲. 油水分层流条件下腐蚀动力学特性模拟[J]. 化工进展, 2021, 40(S2): 40-47.
[6]	王炳捷, 李辉, 杨晓勇, 白志山. CFD数值模拟技术在液滴微流控多相流特性研究的应用进展[J]. 化工进展, 2021, 40(4): 1715-1735.
[7]	魏楠, 吴晅, 薄宇轩, 刘鹏, 马骏. 气泡在颗粒床层表面的生成脱离行为[J]. 化工进展, 2021, 40(2): 678-687.
[8]	王志龙, 刘晓栋, 赵桐, 刘凯, 武居昌宏. 锂离子电池阴极浆料内导电粒子动态分布的可视化[J]. 化工进展, 2021, 40(12): 6505-6515.
[9]	汤祺, 鲍迪, 邵少雄, 徐平, 刘联伟, 郑维明. 混合澄清槽内离子液体体系的三相流体动力学模拟[J]. 化工进展, 2021, 40(10): 5468-5479.
[10]	曾龙,雷海燕,戴传山. 单相自然循环回路的强化对流传热特性[J]. 化工进展, 2020, 39(4): 1259-1266.
[11]	张玉辉,龚斌,王学平,张静,吴剑华. 正弦波纹挡板式沉降器内流动特性[J]. 化工进展, 2020, 39(4): 1273-1281.
[12]	任欢,赵兵涛,王东燊,张芸. 颗粒负荷对小型旋风器性能影响的模拟分析[J]. 化工进展, 2020, 39(3): 882-889.
[13]	张莹,许术方,李文彬,夏珍,马明,李培生. 液滴撞击亲疏水间隔条纹表面[J]. 化工进展, 2020, 39(2): 461-467.
[14]	卢浩, 刘懿谦, 代品一, 潘志程, 李裕东, 武世汉, 杨强. 油水强化分离技术[J]. 化工进展, 2020, 39(12): 4954-4962.
[15]	邵圣娟, 焦纬洲, 刘有智. 超重力强化臭氧高级氧化技术的研究进展[J]. 化工进展, 2020, 39(12): 4798-4811.

水平液固循环流化床换热器传热性能评价

Evaluation on heat transfer performance of horizontal liquid-solid circulating fluidized bed heat exchanger

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 0