许多年来，壳侧强化换热*普遍的方法是传热管外侧加肋，以，大壳侧换热面积。为了进步限制流体流动来强化必侧换热。人们用各种各柞的挡流脱用的较多的是直挡流板或弓形挡流板。它们使壳侧介质的流动横穿管束，作曲折运动，使流体局部混合加强和紊流度加深并与管壁充分接触，来实现增强换热0人和以叹195刀在用玻璃制造的小型热交换器模型上用示踪小球作了壳侧流动的显示研宄。8，可1984在方形有机玻璃壳体中无管束，用注入示踪液的方法和铝示踪球的方法观察了流体经挡流板的怙形，1！984用汕灯，技术观察了壳侧的管束内流动。肘服队1988用注入示踪液的方法观察了流体经管束的流型4见等1994分析。1挡流板和螺旋板的机理和优缺点，在此，础列幻抛1.等19934以实验方法研究了不同几何形状不同尺寸的螺旋板的热交换器的性能，并讨论了在工业方面的应用前景。　　孔介质以及这几种形式组合的管壳式热交换器的壳侧流动进行了流型流阻及传热特性的研究，实验结果能为增强热交换器壳侧换热的优化设计提供有价值的数据。　　1实验系统及实验段1.1实验系统水实验系统沈可以进疔流型视化实验也可址行阻力实验，实验以水作介质，由于要做可视化实验，需要保持水的能见度。所以，本实验系统全部采用+锈钢材料制成5，实验系统水箱1中的水由水泵2加压经流量调节阀3进前稳，痛，然6经实验段6进入后稳压箱，*后经流量计12送入称重水箱13.　　过收稿日期2000滤网6实验段7示踪液注入点8示踪液瓶9开关阀，放气们后稳晷12流计3评重扣3流动实验研究1.2实验段流型显示和阻力实验段是由有机玻璃加工成的管壳式热交换器模型。本实验研宄对种不同壳侧结构形式进行了十组不同结构尺寸的阻力实验，针对其中种结构形式进行了流型显示实验。流型显示示踪液采用红兰两种墨水加牛奶酒精配制，其中牛奶是为了防止失踪液的扩散，酒精是用于调节示踪液的比重，使其和水比重相同。　　2实验数据的处理方法3.1流型显示实验结果分析壳侧不同结构的热交换器中间段的各处过流面积不相同，为了便于比较，本实验数据处理中采用光管管，克侧过流面积进行计兑直径定义式，光管管束壳侧过流面积，壳侧洗周，1工诸数由下式给出流速取壳侧具有切面为50的直挡板过流面积的平均流速，及血式为其中认壳侧水体积流量，3其测卡孔间压差。　　介质密度，孔隙率为其多孔介的质摄。4管壳侧流道的总体积，多孔介质的村料密度热交换器壳侧流型Rc200由2看出，流体在直挡板热交换器壳侧流动，当，数低时，示踪液在挡板附近离圆缺较远的区域和进出1扔板附近离流道较远处形成非常明显的扣对涡流滞止区，而真正起到高效率传热的强制紊流区是有限的。随着故数的增加，相对滞止涡流区的范围有所减小，但不会消失。　　由3看出，壳侧用螺旋板代替直挡板，克服了货1瓶所产1.的涡流滞止父的现象，5侧流体沿螺旋板绕换热竹束作螺旋运动。，较低1数下形成紊流，使壳侧流体流路增长，并使流体充分与换热管接触。当86很小时，流体以层流方式螺旋流动，当故数较高时，便诱发为紊流。　　从冬4介出，在螺旋板流道中添加客孔介质，流体中示踪液的紊乱程度更强，在很低说数下就形成紊流，分布更加均匀致。　　3.2阻力实验结果对壳侧放置直挡板螺旋板螺旋板中添加多孔介质等个1+上程结构的热交换器。在+同流量进行了壳侧流体的进出口压差测定，并整理成欧拉数心和雷必数心的关系。　　律，螺旋角0在3，45范围内，在4，时，产生的压力降*小，显然这是*佳的螺旋板角度。　　由6可看出，在螺旋板流道中充填多孔介质在孔隙率大于0.985时，压力降的增加不大于10，但孔隙率为0.977时，压力降增大40.显然，在螺旋板流道中充填多孔介质的孔隙率为985是*合理的。　　4传热实验研究由不同间距的直挡板旋流板和多孔介质组合成种不同壳侧结构的换热器的传热性能测试结果从7看出，种不同结构的壳侧的换热性能从大到小依次排序为螺旋板螺旋角3=40加多1介质螺旋板中=40直挡流板板间距3螺旋板比直挡板具有非常显著的强化传热效19942015ChinaAcademicJoumalElectronic果，在螺旋板的螺距和直挡流板的间距大体相等时螺旋角=40时，螺距约为50，在雷诺数取=.赚前者的努谢，特数比后者高利肩因为螺旋板的流道中消除了直挡流板间不可避免的滞流区，在总体上提高了湍流度，同时由于螺旋板的流道中的压差和流速分布比较均匀，减少直挡流板和壳体及直挡流板和传热管间缝隙存在的泄漏流动，这些都对提局换热能力非常有利。在壳侧管束流道中加多孔介质也有良好的强化传热效果在螺旋板的管束流道中加多孔介质孔隙率=985，努谢尔特数义提岛了多孔介质在流道中增加对流动的扰动，增强对流换热5结论从流型实验看出，直挡板的管壳热交换器壳侧流动具有明显的涡流滞流区，雷诺数，大时，滞流区减小，但不会消失，对提高换热效率不利。　　采用螺旋板结构，流体可在较低拖数下诱发成紊流，七相对涡流滞止换热管周山处于高效率传热的强制紊流区，有利于提高壳侧流体的换热系数。在螺旋板中添加多孔介质，增强了对流体的扰动，进步提高了壳侧对流换热系数。和直挡板相比，在相同工况下，螺旋板壳侧努谢尔特数提高49.4，螺旋板加多孔介质壳侧努谢尔特数提高79.5n，螺旋板的螺旋1的闱佳值；40，在此角度时，流动阻力*小。　　从流动阻力实验结果分机多孔介质的*佳孔隙率为0.985.　　5周明连许淑惠。煤矿机械液压系统冷却净化器的研制与实验研宄爪煤炭学报，2000，62527