1 引言

在诸多换热器结构中，管壳式换热器因其结构简单，操作可靠，适用性广等优点，是应用最多的一种换热器结构[1-2]。管壳式换热器按壳程流体流动状态分类，分为横向流、纵向流、螺旋流及斜向流四种[3-6]。斜向流是近几年提出来的一种新的壳程流体流动状态，其将横向流和纵向流换热的优势相结合，既利用横向流对换热管束强烈的冲刷作用，减薄边界层，强化传热；又保持了纵向流换热器传热性能好、壳程阻力小、抗结垢能力强等优点[3]。

文献[7]研究了常规斜向流换热器折流栅结构参数对壳程传热和流阻的影响，结果表明不同的结构参数对流体流动和传热有显著影响，但未考虑折流栅排布方式的影响。汲水等[8]利用场协同原理分析了螺旋折流板换热器三角区的强化传热机理，结果表明壳程流体局部流速的增大并不一定能强化换热，很好地验证了场协同理论。

通过分析斜向流换热器的强化传热机理，提出一种倾斜折流栅式换热器；其折流栅倾斜排布在壳程，使得折流栅中的折流片沿轴向排开，增加壳程流体斜向流动的程度。采用数值模拟的方法对新型斜向流换热器进行研究，考察折流栅的排布方式对斜向流换热器壳程热力特性的影响，为斜向流换热器的结构优化和推广应用提供理论依据。

2 计算模型与数值方法

2.1 计算模型

常规斜向流换热器折流栅垂直排布在壳程，折流栅与管束轴线呈90°夹角；为改善换热器壳程传热性能，提出倾斜折流栅式换热器，其结构为：折流栅在壳程呈倾斜排布，将折流栅与管束轴线的夹角记为β，如图1所示。为减小折流片对壳程流体流动的形体阻力，两种换热器中折流片与管束轴线的夹角均取30°[6]。分别建立常规斜向流换热器模型a和β角为60°、70°、80°的倾斜折流栅式换热器模型b1、b2、b3。斜向流换热器主要结构参数和计算区域模型分别，如表1、图2所示。

  

图1 折流栅结构示意图Fig.1 Schematic Diagram of Shutter Baffles

  

图2 新型斜向流换热器计算区域模型Fig.2 Schematic Diagram of Calculation

 

表1 换热器主要结构尺寸Tab.1 Main Structural Parameters of Heat Exchanger

  

筒体内径/mm换热器长度/mm 200 35 2 Φ19×2 25 37 三角形 870进/出口接管管径/mm折流板厚度/mm换热管型号换热管中心距/mm换热管数量布管方式

2.2 网格划分及边界条件

在Solidworks中建立计算区域模型，并将模型导入到ICEM中，采用八叉树法生成四面体非结构网格。通过网格独立性验证，最终确定常规和新型斜向流换热器模型a、b1、b2、b3的网格数分别为 3.22×106、3.21×106、3.21×106、3.20×106。

壳程介质为液态水，常物性，Pr=6.99。进口为速度入口，温度为20℃；出口为压力出口；管壁为恒壁温85℃；其他设为绝热。湍流模型为标准k-ε模型方程，壁面函数为标准壁面函数法，压力和速度耦合方式选SIMPLE法，动量、湍动能、湍流扩散率和能量采用二阶迎风差分格式获取。

2.3 实验验证

场协同理论[11]指出，在相同的速度场和温度梯度分布的情况下，场协同角越小，传热性能越高。因此，运用场协同原理对斜向流换热器的强化传热机理进行研究，得出新型斜向流换热器传热性能提高的主要原因。

  

图3 数值计算结果与实验结果对比Fig.3 Comparison Between Simulation and Experiment Results

3 计算结果及分析

3.1 壳程传热系数分析

由于换热器壳程换热热阻大部分集中于换热管外壁面的边界层中，因此研究了换热管近壁面处的纵向流场分布。在两模型中分别取相同的两个点，两点距换热管壁均为1mm，沿两点取两条平行于管束轴线的直线，即为验证线1和验证线2，如图8所示。

  

图4 壳程传热系数随质量流量的变化Fig.4 Heat Transfer Coefficient Varies with Different Mass Flux in Shell Side

由图可知，两种换热器壳程传热系数均随流量的增加而增加；倾斜角在（70～90）°范围内，随着折流栅倾斜角的降低，壳程传热系数升高，但随着倾斜角的继续降低，如在（60～70）°范围内，壳程传热系数基本保持不变。倾斜角为70°，壳程流量在（4.4～8.0）kg/s条件下，倾斜折流栅式换热器较常规斜向流换热器传热系数提高（7.54～7.66）%。这是因为折流栅的倾斜排布，使得折流片沿轴向排开，增加壳程流体斜向冲刷管束的程度，从而有效改善换热器的传热性能；另外，质量流量为7.3kg/s工况下，两种换热器横截面上的速度矢量图，如图5所示。由图5可知，通过将折流栅倾斜排布可以增强壳程流体斜向流动的程度，并且提高了壳程流体流动的扰动程度，从而降低壳程换热热阻，强化传热。

从1967年起，红寺堡地区划归某军区作为军事用地。宁夏扬黄灌溉工程移民开工建设以后，红寺堡的军事用地全部移交给当地政府作为扶贫扬黄灌溉工程开发用地。

  

图5 截面速度矢量图Fig.5 Velocity Vector of Section

3.2 壳程压降分析

以Nu/（f）1/3作为评价指标评价换热器壳侧等泵工条件下的综合性能[10]。不同折流栅排布方式下换热器壳程综合性能随壳程流量的变化曲线，如图7所示。由图可知，随着壳程流体流量的增加，换热器综合性能增加；倾斜角在（70～90）°范围内，随着折流栅倾斜角的降低，壳程综合性能升高，但随着倾斜角的继续降低，如在（60～70）°范围内，壳程综合性能基本保持不变。倾斜角为70°，壳程流量在（4.4～8.0）kg/s条件下，倾斜折流栅式换热器较常规斜向流换热器综合性能提高（6.29～6.45）%。说明折流栅的倾斜排布对传热系数的影响程度强于对压降的影响，与常规斜向流换热器相比，倾斜折流栅式换热器综合性能增加。

综上，本研究拟采用GNAT自杀意念测评程序对广西某高校的大学生进行测量，一方面可以弥补MSSI,BSI-CV等测量外显自杀意念时在掩饰性方面存在的问题；另一方面可以测得大学生内隐自杀意念的发生率，并对GNAT用于自杀意念测量的信效度进行验证，从而为高校大学生自杀的防治与干预提供一定的借鉴和参考.

  

图6 壳程压降随质量流量的变化Fig.6 Pressure Drop Varies with Different Mass Flux in Shell Side

3.3 壳程综合性能分析

不同折流栅排布方式下换热器壳程压降随壳程流量的变化曲线，如图6所示。由图可知，两种换热器壳程压降均随流量的增加而增加；随着折流栅倾斜角的降低，壳程压降升高，但升高幅度不大。这是因为折流栅倾斜排布时，壳程流体不断的被折流片阻挡，造成动能损失，增加流体流动的形体阻力。

通过分析斜向流换热器的强化传热机理，提出一种倾斜折流栅式换热器，并对常规和新型两种斜向流换热器进行数值研究可知：

  

图7 壳程综合性能随质量流量的变化Fig.7 Comprehensive Performance Varies with Different Mass Flux in Shell Side

3.4 局部流场分析

不同折流栅排布方式下换热器壳程传热系数随壳程流量的变化曲线，如图4所示。

  

图8 验证线的位置Fig.8 Distribution of Tested Lines

换热器壳程换热热阻主要集中在换热管外壁面的热边界层中，因此壳程强化传热技术主要用于减薄换热管外壁面的边界层，强化传热。由图可知，折流栅倾斜排布时换热管外壁面处温度场和速度场的协同角低于折流栅垂直排布时的场协同角；常规斜向流换热器和新型斜向流换热器壳程横截面上的场协同角分别为77.86°和76.51°，可知折流栅的倾斜排布有效的改善了速度场和温度场的协同性，提高壳程的换热效率。

  

图9 验证线上的流速分布Fig.9 Velocity Distribution of Tested Lines

3.5 强化传热机理分析

为验证数值模拟结果的可靠性，采用这里的方法对文献[9]中的常规斜向流换热器进行数值模拟研究，计算结果与文献中的实验数据，如图3所示。同实验值相比，数值计算得出的壳程传热系数和压降最大偏差分别为18.89%和13.64%，表明数值计算的结果是合理可靠的。

通过对两种换热器壳程传热系数、压降和综合性能分析可知，倾斜折流栅式换热器能够有效提高壳程的强化传热性能。笔者从场协同理论出发，分析了其强化传热机理。壳程流量为7.3kg/s工况下，两种换热器横截面上的场协同角分布，如图10所示。

在壳程进口流量为7.3kg/s的工况下，研究两种换热器的壳程局部纵向流场，验证线上各点的流速变化曲线，如图9所示。结果表明，在流动未充分发展区，两种换热器壳程流体流速的变化均没有一定的规律性，但总体上呈减小的趋势，这是因为随着流体流入换热器壳程，流通面积增大，流速逐渐降低；进入充分发展区以后，壳程流体流速呈周期性变化，流体流经折流栅时，此时流通面积最小，流速达到最大，出现峰值；与常规斜向流换热器相比，倾斜折流栅式换热器壳程流体流速提高（6.04～6.86）%，这是因为折流栅的倾斜排布，使得垂直于流动方向的二次流增加，提高壳程流体流动的扰动程度。由3.1分析可知，壳程传热系数随流速的增加而增大，倾斜折流栅式换热器相当于增加了壳程流体的流速，换热器的传热性能得到提高。

总反应体系 （25 μL） 包括 2.5 μL 10×Bst buffer，1 μL镁离子（50 mmol），5 μLdNTPs（2.5 mmol）混合物，1 μLBst酶（8 000 U/mL），1 μL甜菜碱（5 mol），1.5 μL 模板 DNA，0.5 μL SYBR，FIP 和 BIP 引物（10 mmol）各2.5 μL，F3和B3引物（10 mmol）各0.5 μL，无菌双蒸水补足体积至 25 μL。扩增反应条件为61℃条件下反应1 h。

  

图10 截面协同角分布图Fig.10 Synergy Angle Distribution of Section

4 结论

式中：Ei —第 个换热站单个供暖季的耗电量（kWh）；N—换热站个数；A—N个换热站总的供热面积（m2）。

（1）常规和新型两种斜向流换热器的壳程传热系数、压降、综合性能均随壳程流量的增加而增加；随着折流栅倾斜角的降低，壳程传热系数、压降、综合性能升高，但随着倾斜角的继续降低，如在（60～70）°范围内，壳程传热系数和综合性能基本保持不变。

（2）倾斜角为 70°，壳程流量在（4.4～8.0）kg/s条件下，倾斜折流栅式换热器较常规斜向流换热器壳程传热系数和综合性能分别提高（7.54～7.66）%和（6.29～6.45）%。

（3）与常规斜向流换热器相比，倾斜折流栅式换热器壳程局部纵向流场流速提高（6.04～6.86）%。

引言:我国经济的迅猛发展给市场带来活力的同时，也使得市场竞争变得越来越激烈，企业想要在竞争力生存和发展下去，就必须要做好财务管理工作，而财务管理工作的核心部分是成本控制。面对新的经济形势和市场环境，企业财务管理要认真分析和研究成本控制问题，建立一套完善的财务管理成本控制体系，只有这样才能减少企业经营成本投入，使得企业获得良好的经济收益，进而促进企业更快更好的发展。

We used the MUST and NRS-2002 to evaluate the risk of malnutrition in ＜ 65-year-old patients and the MNA for those ≥ 65 years old.

（4）倾斜折流栅式换热器能够增加壳程整体的斜向流程度，提高其壳程速度场和温度场的协同性，强化传热。

参考文献

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