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螺旋折流板管壳式换热器壳程传热强化研究进展 被引量:82
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作者 王秋旺 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期881-886,共6页
在介绍螺旋折流板管壳式换热器的结构及原理的基础上,对壳程传热强化及阻力特性的研究现状进行了总结,分析了壳侧流体的流动和换热机理,表明螺旋折流板结构是改善壳侧流动换热性能的有效措施.与弓型折流板换热器相比,螺旋折流板换热器... 在介绍螺旋折流板管壳式换热器的结构及原理的基础上,对壳程传热强化及阻力特性的研究现状进行了总结,分析了壳侧流体的流动和换热机理,表明螺旋折流板结构是改善壳侧流动换热性能的有效措施.与弓型折流板换热器相比,螺旋折流板换热器的最大特点是单位压降下的壳侧换热系数高.结合具体实例介绍了其在石油化工、能源动力及核能应用等行业中的应用前景.关于螺旋折流板换热器,还有许多问题需要进一步研究,如流动换热的机理以及影响流动换热机理的几何因素、相变情形、介质物性等. 展开更多
关键词 螺旋折流板 管壳式换热器 壳程强化
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螺旋折流板换热器流动特性研究 被引量:59
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作者 王素华 王树立 赵志勇 《石油化工高等学校学报》 EI CAS 2001年第1期64-67,共4页
用激光测速仪详细测量了螺旋折流板换热器的流场特性 ,着重研究了旋流角对速度分布和对脉动速度的影响及其与流量的偶合关系 ,并对速度分布对换热性能及阻力的影响做了详细的分析和讨论。模型换热器采用有机玻璃制作 ,壳体尺寸为2 0 0... 用激光测速仪详细测量了螺旋折流板换热器的流场特性 ,着重研究了旋流角对速度分布和对脉动速度的影响及其与流量的偶合关系 ,并对速度分布对换热性能及阻力的影响做了详细的分析和讨论。模型换热器采用有机玻璃制作 ,壳体尺寸为2 0 0mm× 6mm× 3 0 0 0mm(外径×壁厚×长度 ) ,换热管外径为 1 5mm ,共 52根 ,均匀布置。折流板倾斜角度取 3 0 ,3 5,4 0 ,4 2°四种 ,双头布置。实验介质为常温下自来水 ,流量测量采用转子流量计 ,流量范围为 3~ 2 0m3/h。一般情况下 ,随着旋流角的减小 ,切向速度分量增大 ,脉动速度也相应增大 ,有利于换热 ;流量增加使速度沿径向分布趋于均匀。但螺旋角减小 ,流动损失也随之增加 ,尤其在旋流角小于 3 5°以后 ,流动损失增加幅度加快。综合考虑 ,建议使用螺旋板角度为 3 5°。 展开更多
关键词 螺旋折流板 换热器 流动特性 激光测速
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螺旋折流板换热器的开发与研究(Ⅰ)——高粘度流体下的中试研究 被引量:52
3
作者 陈世醒 张克铮 张强 《抚顺石油学院学报》 EI 1998年第3期31-35,共5页
在高粘度流体下对新型的螺旋折流板换热器和普通的垂直折流板换热器进行了对比实验研究,并对实验数据进行了关联,得到了螺旋折流板换热器壳程对流传热系数的近似计算模型。实验结果表明,对高粘度油品,相同流量下单位压降的壳程对流... 在高粘度流体下对新型的螺旋折流板换热器和普通的垂直折流板换热器进行了对比实验研究,并对实验数据进行了关联,得到了螺旋折流板换热器壳程对流传热系数的近似计算模型。实验结果表明,对高粘度油品,相同流量下单位压降的壳程对流传热系数,螺旋折流板约为普通折流板的1.5倍,显示螺旋折流板换热器不仅适用于低粘度流体,也可用于高粘度流体,具有广阔的开发应用前景。 展开更多
关键词 螺旋折流板 换热器 高粘度流体 石油炼制
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国外新型换热器介绍 被引量:27
4
作者 曹纬 《化学工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期50-52,56,共4页
介绍了国外近年来推出的各种新型高效换热器 ,如螺旋折流板换热器、麻花扁管换热器、大面积焊接板壳式换热器、单排翅片管空气冷凝器、绕丝花环插入物换热器及碳化硅管换热器等。简述了新型换热器的性能与构造特点。
关键词 换热器 传热性能 强化传热 螺旋折流板 麻花扁管
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螺旋折流板菱形翅片管换热器的传热与流阻性能 被引量:27
5
作者 赵晓曦 邓先和 陆恩锡 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期388-391,共4页
Experimental investigation of heat transfer and flow resistance performance on heat exchanger with lozenge fin tubes supported by helical baffles was carried out. Under the experimental conditions,curves of relation b... Experimental investigation of heat transfer and flow resistance performance on heat exchanger with lozenge fin tubes supported by helical baffles was carried out. Under the experimental conditions,curves of relation between heat transfer film coefficient and flow velocity,relation between flow resistance coefficient and velocity were obtained,which provides references for industrial application of this type of heat exchanger. Experimental results indicated that within the range of diesel oil flow velocity 0.22-0.85 m·s -1,heat transfer film coefficient in shell side of heat exchanger with lozenge fin tubes supported by helical baffles was 512-1378?W·m -2·K -1,which was 54%-108% higher than that of heat exchanger with smooth tubes supported by helical baffles,while flow resistance coefficient was lower by 5%-30%,which showed that heat exchanger with lozenge fin tubes supported by helical baffles had favorable heat transfer and flow resistance performance. 展开更多
关键词 菱形翅片管换热器 螺旋折流板 传热 流阻
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结构和操作参数对螺旋折流板换热器性能影响 被引量:26
6
作者 张少维 桑芝富 《石油化工设备》 CAS 2004年第3期17-20,共4页
运用CFD数值模拟的方法对比了操作参数相同时弓形折流板换热器和螺旋折流板换热器工作性能特点 ,研究了螺旋折流板换热器壳程压力损失和螺旋角的关系。结果表明 ,螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器壳程压力损失随流量的增大而增加 ,... 运用CFD数值模拟的方法对比了操作参数相同时弓形折流板换热器和螺旋折流板换热器工作性能特点 ,研究了螺旋折流板换热器壳程压力损失和螺旋角的关系。结果表明 ,螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器壳程压力损失随流量的增大而增加 ,二者之间的差距呈上升趋势。同时 ,随着螺旋角的增大 ,螺旋折流板换热器的壳程压力损失呈下降趋势。 展开更多
关键词 换热器 螺旋折流板 弓形折流板 数值模拟 性能
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螺旋与弓形折流板换热器性能对比及螺旋角优化 被引量:16
7
作者 杨军 陈保东 孙成家 《辽宁石油化工大学学报》 CAS 2005年第2期59-62,共4页
 对螺旋角为12、18、30、40°的螺旋折流板换热器进行传热和压降性能测试。应用英国传热协会的Tasc3软件对弓形折流板换热器的运行情况进行了模拟,得到了相应结构下的总传热系数和压降值。通过数据的计算整理,在相同流量下,进行了...  对螺旋角为12、18、30、40°的螺旋折流板换热器进行传热和压降性能测试。应用英国传热协会的Tasc3软件对弓形折流板换热器的运行情况进行了模拟,得到了相应结构下的总传热系数和压降值。通过数据的计算整理,在相同流量下,进行了不同螺旋角的螺旋折流板换热器与弓形折流板换热器在单位压力降下总传热系数的对比,同时对12、18、30、40°螺旋角的螺旋折流板换热器的壳程膜传热系数及压降进行对比研究,优化螺旋角。实验结果表明,实验用12、18、30、40°螺旋角的螺旋折流板换热器的总传热系数要比相应结构下的弓形折流板换热器高59.48%以上,研究表明,实验条件下,18°螺旋角的螺旋折流板换热器的综合传热性能要优于12、30、40°螺旋角的螺旋折流板换热器。 展开更多
关键词 螺旋 螺旋折流板 弓形折流板 传热系数 换热器
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新型六分扇形螺旋折流板换热器壳程传热及流动特性 被引量:19
8
作者 杜文静 王红福 +1 位作者 曹兴 程林 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期3123-3129,共7页
针对现有四分螺旋折流板换热器中心区域漏流明显的特征,提出了一种新型的六分扇形螺旋折流板换热器。建立了六分扇形螺旋折流板换热器的三维物理模型,应用Ansys CFX软件对其壳程流动与传热特性进行数值模拟,分析了不同螺旋角(10°、... 针对现有四分螺旋折流板换热器中心区域漏流明显的特征,提出了一种新型的六分扇形螺旋折流板换热器。建立了六分扇形螺旋折流板换热器的三维物理模型,应用Ansys CFX软件对其壳程流动与传热特性进行数值模拟,分析了不同螺旋角(10°、20°、30°、40°)和不同工况下六分扇形螺旋折流板换热器的壳侧性能,并与传统的弓形折流板换热器作对比。结果表明,六分扇形螺旋折流板可以显著减少三角区漏流现象的发生,壳程流体旋流特性较好。随着螺旋角的增大,壳侧速度场与温度场分布更加均匀,综合换热性能逐步提高。 展开更多
关键词 换热器 螺旋折流板 六分折流板 弓形折流板
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螺旋折流板换热器的开发与研究(Ⅱ)——低粘度流体的中试研究 被引量:13
9
作者 张克铮 陈世醒 张强 《抚顺石油学院学报》 EI 1998年第3期36-38,共3页
以新型的螺旋折流板换热器同普通的垂直折流板换热器,在水系统下进行了对比实验研究,并对实验数据进行了关联,得到了螺旋折流板换热器壳程对流传热系数的近似模型。实验结果表明,对水这样的低粘度流体,相同流量下单位压降的壳程对... 以新型的螺旋折流板换热器同普通的垂直折流板换热器,在水系统下进行了对比实验研究,并对实验数据进行了关联,得到了螺旋折流板换热器壳程对流传热系数的近似模型。实验结果表明,对水这样的低粘度流体,相同流量下单位压降的壳程对流传热系数,螺旋折流板约为普通折流板的2.4倍,显示螺旋折流板换热器是一种结构更加合理的新型换热设备,其优良的结构特点决定了其优良的传热性能,具有广阔的开发应用前景。 展开更多
关键词 螺旋折流板 换热器 低粘流体 石油炼制
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折流板间距对换热器性能影响的数值研究 被引量:13
10
作者 张少维 周荣兰 桑芝富 《南京工业大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第3期65-68,共4页
采用CFD数值模拟方法,研究了简化模型下弓形折流板和螺旋折流板换热器,对应于不同间距/螺距时,流动参量的变化对换热器整体流动与传热性能的影响。结果表明,两种结构对应的壳程压力损失和换热系数均随壳程流量的增加而增大,而螺旋折流... 采用CFD数值模拟方法,研究了简化模型下弓形折流板和螺旋折流板换热器,对应于不同间距/螺距时,流动参量的变化对换热器整体流动与传热性能的影响。结果表明,两种结构对应的壳程压力损失和换热系数均随壳程流量的增加而增大,而螺旋折流板结构单位压降下换热系数大于弓形折流板,并且其性能受折流板螺距变化的影响较小,体现了螺旋折流板结构的优越性。计算结果与现有实验结论吻合较好。 展开更多
关键词 换热器 螺旋折流板 弓形折流板 数值模拟
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螺旋折流板列管换热器 被引量:15
11
作者 宋小平 《石油化工设备技术》 CAS 2002年第1期18-19,22,共3页
和传统的垂直弓形折流板换热器相比 ,新型的螺旋折流板列管换热器有两高两低的优点 ,即高流速、高传热系数及低压力降、低能耗。此外也大大减少污垢沉积并抑制了振动破坏。该新型换热器已在炼油、化工、发电等行业得到越来越广泛的应用。
关键词 列管换热器 螺旋折流板 传热系数 压力降
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螺旋折流板与弓型折流板强化管换热器的传热性能对比 被引量:16
12
作者 刘建 张正国 +1 位作者 高学农 王真勇 《压力容器》 北大核心 2011年第3期12-15,21,共5页
以油-水换热为对象,比较了螺旋折流板与弓型折流板三维翅片管换热器的壳程传热与压降性能。试验结果表明,2台实验换热器的壳程努塞尔特常数和压降都随雷诺常数的增加而增加,但螺旋折流板三维翅片管换热器的努塞尔特常数随雷诺常数的变... 以油-水换热为对象,比较了螺旋折流板与弓型折流板三维翅片管换热器的壳程传热与压降性能。试验结果表明,2台实验换热器的壳程努塞尔特常数和压降都随雷诺常数的增加而增加,但螺旋折流板三维翅片管换热器的努塞尔特常数随雷诺常数的变化更明显。在相同雷诺常数下,螺旋折流板换热器的努塞尔特常数是弓型折流板换热器的1.2~1.5倍,而压降却降低5%~12%,证明螺旋折流板三维翅片管换热器具有很高的传热强化性能。 展开更多
关键词 螺旋折流板 三维翅片管 强化传热
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螺旋折流板换热器数值模拟及入口结构改进研究 被引量:15
13
作者 李大为 沈人杰 +1 位作者 高晓东 冯霄 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期699-702,共4页
利用FLUENT软件,采用雷诺应力湍流模型模拟了不同流量下常规螺旋折流板换热器壳程的流动与传热性能,并用实验验证了模拟的可靠性。为了减少换热器壳侧入口处压降,对螺旋折流板换热器壳侧入口结构进行改进,将流体垂直流入壳体改为入口与... 利用FLUENT软件,采用雷诺应力湍流模型模拟了不同流量下常规螺旋折流板换热器壳程的流动与传热性能,并用实验验证了模拟的可靠性。为了减少换热器壳侧入口处压降,对螺旋折流板换热器壳侧入口结构进行改进,将流体垂直流入壳体改为入口与壳体形成一定角度。对结构改进后的螺旋折流板换热器进行的数值模拟表明,采用倾斜入口结构时进口处压力降比采用垂直入口结构时低52%以上,且流量越大,这种降低幅度越明显。 展开更多
关键词 压降 数值模拟 入口结构 螺旋折流板 换热器
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螺旋折流板与弓形折流板换热器的性能比较 被引量:16
14
作者 蔡志刚 张国福 宋天民 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期13-15,共3页
针对螺旋折流板换热器的折流板的角度提出了一些改进措施。在自行设计的换热原理试验台上,5#柴油走壳程,水走管程,分别对12°,18°的单螺旋和18°的双螺旋折流板和弓形折流板换热器的阻力和传热性能进行了试验研究。试验结... 针对螺旋折流板换热器的折流板的角度提出了一些改进措施。在自行设计的换热原理试验台上,5#柴油走壳程,水走管程,分别对12°,18°的单螺旋和18°的双螺旋折流板和弓形折流板换热器的阻力和传热性能进行了试验研究。试验结果表明,螺旋折流板阻力只有弓形的30%,此外,在同样的压降下,螺旋折流板传热效率也提高10%。 展开更多
关键词 换热器 螺旋折流板 压降
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螺旋折流板换热器壳程流动与传热数值模拟研究 被引量:12
15
作者 徐百平 王铭伟 +1 位作者 江楠 朱冬生 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2005年第10期33-37,共5页
借助Fluent软件,建立了螺旋折流板换热器壳程通道的三维物理模型,采用RNGk-ε模型,对壳程内的流动与传热进行了数值模拟研究,得到了不同雷诺数下换热器内的速度矢量、温度分布,即平均阻力系数及Nu数。结果发现,壳程的流动为近螺旋线流动... 借助Fluent软件,建立了螺旋折流板换热器壳程通道的三维物理模型,采用RNGk-ε模型,对壳程内的流动与传热进行了数值模拟研究,得到了不同雷诺数下换热器内的速度矢量、温度分布,即平均阻力系数及Nu数。结果发现,壳程的流动为近螺旋线流动,存在局部回流与流线短路;流体在折流板迎风侧的流动较理想,但背风侧流动需要进一步改善。类比定律分析表明,螺旋折流板换热器的流动虽然比弓形折流板理想,但还远没有达到理想的协同状态。 展开更多
关键词 螺旋折流板 换热器 流体流动 传热 数值模拟 螺旋折流板换热器 数值模拟研究 流动与传热 壳程 Fluent软件
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连续形螺旋折流板管壳式换热器强化传热机理的数值模拟 被引量:15
16
作者 谢洪虎 江楠 《石油化工设备》 CAS 2009年第B08期6-11,共6页
利用FLUENT软件,在设定的管、壳程流体流速下,对不同螺旋节距L的连续形螺旋折流板管壳式换热器强化传热情况进行了三维数值模拟,得到了对应条件下的温度场、速度场、质点迹线图、管壳程温度变化图以及压降分布图等。根据模拟得到的结果... 利用FLUENT软件,在设定的管、壳程流体流速下,对不同螺旋节距L的连续形螺旋折流板管壳式换热器强化传热情况进行了三维数值模拟,得到了对应条件下的温度场、速度场、质点迹线图、管壳程温度变化图以及压降分布图等。根据模拟得到的结果,比较了不同螺旋节距L下的连续形螺旋折流板对螺旋折流板管壳式换热器强化传热的影响。在所模拟的螺旋节距L范围内,得到了连续形螺旋折流板的螺旋节距L与螺旋折流板管壳式换热器强化传热效果的变化规律的关系,该结果可以为这种新型连续形螺旋折流板管壳式换热器的规模化工程应用提供一定的参考依据。 展开更多
关键词 换热器 螺旋折流板 强化传热 三维数值模拟 螺旋节距
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交错搭接螺旋折流板换热器壳程流动与传热的场协同分析 被引量:15
17
作者 汲水 杜文静 +1 位作者 王鹏 程林 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第20期75-80,共6页
采用数值模拟方法研究了同螺距下折流板搭接量对壳程流动传热的影响。结果表明,随搭接量增大,同流量下壳程换热系数和压降均降低;三角区漏流减轻局部阻力减小,同时边缘三角区漏流加强了壳体附近区域流体的轴向和旋转流动;中心换热管的... 采用数值模拟方法研究了同螺距下折流板搭接量对壳程流动传热的影响。结果表明,随搭接量增大,同流量下壳程换热系数和压降均降低;三角区漏流减轻局部阻力减小,同时边缘三角区漏流加强了壳体附近区域流体的轴向和旋转流动;中心换热管的换热量急剧下降,靠近壳体换热管的变化不大。场协同分析表明,三角区漏流促进换热而边缘三角区漏流削弱换热;随搭接量的增大壳程速度场与热流场的整体协同性得到改善。 展开更多
关键词 螺旋折流板 交错搭接 螺旋 换热器 流动阻力 场协同
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1/4椭圆螺旋折流板换热器性能的数值模拟 被引量:14
18
作者 王晨 桑芝富 《过程工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期425-431,共7页
运用大型CFD分析软件FLUENT在简化模型的基础上进行数值模拟,对比分析了1/4椭圆螺旋折流板换热器壳程的传热及阻力性能随螺旋角度变化的规律.结果表明,在相同的操作条件下,1/4椭圆螺旋折流板换热器的传热及壳程阻力性能都随着螺旋角度... 运用大型CFD分析软件FLUENT在简化模型的基础上进行数值模拟,对比分析了1/4椭圆螺旋折流板换热器壳程的传热及阻力性能随螺旋角度变化的规律.结果表明,在相同的操作条件下,1/4椭圆螺旋折流板换热器的传热及壳程阻力性能都随着螺旋角度的增大而减小,其中以螺旋角度为35o的综合传热性能最好.此外,在相同的螺旋角下,1/4椭圆螺旋折流板换热器的综合性能优于1/4扇形螺旋折流板以及普通弓形折流板换热器. 展开更多
关键词 换热器 螺旋折流板 传热系数 压力损失 数值模拟
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搭接方式对螺旋折流板换热器壳程性能的影响 被引量:15
19
作者 曹兴 杜文静 +1 位作者 汲水 程林 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3367-3372,共6页
对螺旋折流板换热器进行了数值模拟,研究了相同螺距下搭接方式对壳程流动与传热性能的影响。结果表明,壳程传热系数与压降均随搭接量的增大而减小,且后者降低的幅度大于前者;连续搭接时三角区漏流增大了中心区域横向和纵向冲刷管束的速... 对螺旋折流板换热器进行了数值模拟,研究了相同螺距下搭接方式对壳程流动与传热性能的影响。结果表明,壳程传热系数与压降均随搭接量的增大而减小,且后者降低的幅度大于前者;连续搭接时三角区漏流增大了中心区域横向和纵向冲刷管束的速度,但整体分布不均匀,折流板背风侧流动较差;随搭接量的增大,边缘三角区增强了靠近壳体壁面区域的流动,改善了壳程的流场状况;折流板交错搭接时中心区域换热管热通量较连续搭接大幅降低,传热沿径向分布的不均匀性大大减轻。 展开更多
关键词 螺旋折流板 连续搭接 交错搭接 换热器
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一种特殊形式的螺旋折流板换热器 被引量:11
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作者 陈世醒 张振华 《辽宁石油化工大学学报》 CAS 2005年第1期61-63,共3页
介绍了一种具有特殊折流形式的螺旋折流板换热器。其特征是:将带有侧倾角α和后倾角β的准扇形平面板通过三角形阻流板交叉搭接,在壳侧形成近似的螺旋面,折流板周边呈连续螺旋线。后倾准扇形板结构可减小常规螺旋折流板对流体的反压,α... 介绍了一种具有特殊折流形式的螺旋折流板换热器。其特征是:将带有侧倾角α和后倾角β的准扇形平面板通过三角形阻流板交叉搭接,在壳侧形成近似的螺旋面,折流板周边呈连续螺旋线。后倾准扇形板结构可减小常规螺旋折流板对流体的反压,α和β可实现对螺距的双重调节,同时减轻阻流板面积较大时流体流动所产生的类似弓形折流板的局部阻力。此种折流形式可以保证在极大限度降低阻力的同时提高传热效率,使单位压降的传热系数即换热器的换热与阻力综合性能得以提高,从而达到节能及节材的目的。 展开更多
关键词 螺旋折流板 换热器 侧倾角 后倾角
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