第
4
卷第
3
期
南京师范大学学报(工程技术版)
Vo
1.
4 No.3
2
∞
4
年
9
月
JOURNAL
OF
NANJING
NORMAL
UNIVERSITY(ENGINEERING
AND
TECHN
Ol
ρGY)
Se
p.2
∞
4
基于螺旋线方程的螺旋板换热器螺旋解析计算方法
高尧林
(筒京师范大学动力工程学院,江苏南京
21
刷
2)
[摘要]
在基于螺旋线方程的螺旋板换热器板长计算方法的基础上,进一步延伸和扩充,提出了一整套、全新的、通用的螺
旋板换热器螺旋解析计算方法,以改善螺旋板换热器的螺旋几何尺寸计算.
[关键词]
螺旋板换热器,换热器设计,螺旋计算,螺旋曲线
[中图分类号
]TKI24
,
[文献标识码
]A
,
[文章编号]
1672-1292-(
细则
03
咽
11
-0
3
由两块螺旋板和中心隔板所构成的螺旋体,
是螺旋板换热器的换热元件.螺旋板由厚度为
δ
的
板材卷制而成,分别焊接在中心隔板的两端,冷、热
流体在螺旋板的两侧流动,通过螺旋板进行换热
(如图
1
所示)
.螺旋体的几何计算,例如螺旋的径
向尺寸、螺旋长度、面积、容积等参数的计算统称为
螺旋计算.
图
1
不等通道螺旋体示意图
长期以来,无论是手册
[I]
,还是教科书[川],在
螺旋板换热器的设计计算中,大都采用分段的半圆
圆弧来取代螺旋曲线,进行螺旋板换热器的的螺旋
计算.由于采用的是分段半圆圆弧,所得到的螺旋
板沿板长方向的曲率半径是阶跃变化的,与实际卷
板曲率半径均匀变化的事实有所偏离.本文在文献
[4J
上提出了一种基于螺旋线方程的螺旋板曲线
描述方程,并由此导出相应的板长计算公式.本文
对该方法又作出进一步的延伸和扩充,提出了一整
套、全新的、通用的螺旋板换热器螺旋计算方法.
1
计算所涉及的通道参数
为叙述方便,将起点位于中心隔板右端的螺旋
板命名为内侧螺旋板,将起点位于中心隔板左端的
收稿日期
:2
∞
3-11
-0
5.
螺旋板命名为外侧螺旋板,下标1-
2
分别代表内、
外侧螺旋板.参见图
1
,计算所涉及的通道参数主
要有:
内侧通道宽度
b
1
、外侧通道宽度
b
2
、中心隔板
宽度
B;
螺旋板厚度
δ(
一般情况下,两螺旋板壁厚都
采用相同厚度)
;
节距(螺旋距)
C
,也即同一块螺旋板相邻两圈
之间的间距,而且存在关系;
C = b
1
+ b
2
+
2δ
(1)
螺旋板的圈数
n
,
指从螺旋起点开始每
3ω
。为
一圈,无因次量;
内、外侧螺旋板的螺旋初始角。
11
、儿,螺旋终
止角为
8
12
、
8
22
;
内、外侧螺旋板的螺旋起点处的极径
ρ11
、
ρ21
,
螺旋终点处的极径
ρ12
、阳;
螺旋板有效宽度矶,也即螺旋通道的高度.
2
螺旋板曲线方程
[4J
螺旋板曲线方程的通用形式为:
ρ(8)
=
P8
+ Q
式中的系数
P
、
Q
为常量,对于内侧螺旋板
ρ1
(8
1
)
=
P8
1
+
Ql
(8
1
~
0)
(2)
P C
-一
-
2π
Ql
B
+bl-C
-二一
- 2 4
对于外侧螺旋板
ρ2
(8
2
)
=月
2
+
Q2
(8
2
~π)
(3)
作者简介:高尧林(J倒
4
-
),副教授、高级工程师.从事动力机械工程、程序设计及其语言、计算机应用方面的教学与研究工作.
E-mail: gaoyaolin@ pine
.可
nu.edu.cn
一
11
一