过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (7): 726-736.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225270
李晴, 王宗勇*, 李诗博, 贾成龙, 张伟业
Qing LI, Zongyong WANG*, Shibo LI, Chenglong JIA, Weiye ZHANG
摘要: 针对强放热、低流速、高停留时间的化工过程强化传热,本工作提出一种撞击流复合孔板射流新型管式反应器,通过数值模拟探究其传热性能及强化机理。结果表明,入流管间距与入流管内径之比c/d1对管壁平均努塞尔数Nu调控显著,随c/d1增大传热性能先减弱后增强,c/d1=0.5时Nu最大,c/d1=2时最小(较c/d1=0.5降低22.99%),c/d1=5时Nu较c/d1=2提升4.8%。孔板射流孔切向角为βo=100°~130°的孔板均能提升反应器传热效果,综合传热性能优于传统反应器,且流速越低传热性能越高,其中βo=100°的孔板效果最佳,Nu较传统反应器提升231.56%,局部平均传热系数相对偏差约300%,且多段孔板叠加可延长传热强化范围。机理分析显示,孔板可促使流体形成周期性涡结构、诱导旋流并增强近壁区速度梯度与温度梯度,实现热边界层减薄。本工作旨在为反应过程换热强化提供理论基础,为工程应用提供指导作用。