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辐射管喷流换热器因其优良的性能在余热回收中得到了广泛应用。由于喷流流场结构的复杂性,其传热现象和机理仍未完全解释清楚,致使喷流传热的计算还无法从理论上给出计算公式。目前喷流换热器喷流传热的计算仍以经验公式为主,然而,不同的设计资料或学者给出了不同的计算公式,计算所得的传热系数差异还很大。因此,探求喷流换热器喷流传热合理的计算方法,对喷流换热器的设计计算有重要的指导意义。首先对不同设计资料和学者给出的喷流传热计算公式进行了讨论,得到了相对合理的计算公式,但该公式未充分考虑气体物性参数、被冲击面曲率半径和横向气流对喷流传热的影响,鉴于此,针对辐射管喷流换热器的结构,通过数值模拟方法讨论了三者对喷流传热的影响,得到了冲击面曲率半径和横向气流影响的修正系数。利用建立的喷流传热数学模型,研究了空气侧喷流段采取等间距和非等间距布置的换热器的性能差异,并与实验结果进行比较。最后针对综合传热性能更好的空气侧喷流段采用非等间距布置的换热器,对其空气侧和烟气侧的结构参数分别进行了优化。得出的主要结论如下:(1)在喷流换热器喷流传热计算时建议采用文献[58]中的Martin公式。(2)气体物性参数和横向气流对喷流传热影响较大,进行喷流换热器的设计计算时必须充分考虑其影响;曲率半径较小的辐射管喷流换热器,如果不考虑被冲击面为曲面的影响,会使喷流传热计算值明显的偏大。(3)相比于空气侧喷流段采用等间距布置,非等间距布置的换热器综合传热性能要更好,空气的预热温度更高。且在相同空气流量条件下,其空气侧阻力损失更小,换热面温度更低。喷流换热器喷流段各段长度的分配影响整体的综合传热性能。(4)沿空气流动方向,逐渐增大喷孔直径和喷孔间距,一方面可以减小流动阻力和提高气流的抗冲刷能力;还可以提高换热过程中喷流管的热负荷均匀性,减小了相邻的喷孔之间的相互干扰,提高热交换的效率和喷流管的使用寿命。空气侧最优结构为方案1。(5)在翅片金属消耗量一定的情况下,综合考虑烟气侧传热系数和烟气侧阻力损失,最优翅片的结构参数为:环向翅片个数为24个,翅片厚度为5mm,即方案4最优。