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換熱器的發(fā)展現(xiàn)狀及前景-文庫吧

2026-05-28 10:53 本頁面

【正文】占主導(dǎo)地位，雖然它在換熱效率、結(jié)構(gòu)緊湊性和金屬材料消耗等方面，不如其它新型換熱設(shè)備，但它具有結(jié)構(gòu)堅固，操作彈性大，適應(yīng)性強，可靠程度高，選材范圍廣，處理能力大，能承受高溫高壓等特點，所以在工程中仍得到廣泛應(yīng)用。以下是幾種常見的管殼式強化換熱器。螺旋槽管換熱器螺旋槽管是一種管壁上具有外凸和內(nèi)凹的異形管，流體流出管壁時在管壁附近誘發(fā)螺旋流動。層流層減薄，同時壁表面起伏強化了流體湍流，加快了由壁面至流體主體的熱量傳遞，強化了傳熱過程。早期進行螺旋槽管研究的主要有美國、英國、日本，從1970～1980年進行了大量的研究。我國對螺旋槽管的實驗研究起步也是較早的，華南理工大學(xué)、北京理工大學(xué)和重慶大學(xué)都對螺旋槽管進行了試驗研究，而且都取得顯著的成效。目前，無論是從傳熱、流阻、阻垢性能，還是從無相變對流換熱和有相變凝結(jié)換熱，對螺旋槽管的強化傳熱研究從理論到實際已達到較高水平。橫紋管換熱器 1974年前蘇聯(lián)首先提出橫紋管，它是一種用普通圓管作毛胚，在管外壁經(jīng)簡單滾軋出與軸線垂直的凹槽，同時在管內(nèi)形成一圈突起的環(huán)肋。流體流經(jīng)橫紋管環(huán)槽處能頻頻發(fā)生邊界層分離而產(chǎn)生軸向旋渦，強化了流體湍流，旋渦不斷生成，保持了連續(xù)而穩(wěn)定的強化作用。橫紋管在我國研究較少，只有華南理工大學(xué)對此進行了試驗研究，研究發(fā)現(xiàn)在相同流速下，橫紋管流阻比單頭螺旋槽管的小。沈陽化工學(xué)院與遼寧冷熱設(shè)備制造公司對橫槽紋管進行了開發(fā)研制，從而使橫槽紋管與螺旋槽管換熱器的應(yīng)用得到同步發(fā)展。螺旋扁管換熱器螺旋扁管是瑞士Allares公司首先提出、美國Brown公司經(jīng)過改進的一種換熱管。這種傳熱管由壓扁和扭轉(zhuǎn)兩個過程制成，管子截面和形狀都發(fā)生了變化，因而流體也隨之不斷改變方向和速度，使湍流加強，邊界層減薄，傳熱加強。我國梁龍虎經(jīng)實驗研究表明，螺旋扁管管內(nèi)膜傳熱系數(shù)通常比普通圓管大幅度提高，在低雷諾數(shù)時最為明顯，達2～3倍；隨著雷諾數(shù)的增大，通常也可提高傳熱系數(shù)50％以上。螺旋扭曲管換熱器近年來，螺旋式扭曲管的研制引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。XYKAYCKARA報道過一種高效換熱器，其換熱管是螺旋式扭曲管，兩端為圓形，管子與管子在橢圓長軸處相接觸，相互支撐而取消了支撐折流板，這樣能保證裝置的抗震性，且流體在管程和殼程都發(fā)生旋流。我國華南理工大學(xué)化機所和武漢化工學(xué)院化機系也開發(fā)了變截面扭曲管和混合管束。波紋管換熱器波紋管換熱器強化傳熱機理與螺旋扁管相一致。波紋管能起到溫差補償作用，省掉殼體膨脹節(jié)；由于溫差應(yīng)力的作用，換熱管能自動去掉表面污垢，使管表面不易產(chǎn)生污垢，具有強化傳熱和除垢的雙重功效，且結(jié)構(gòu)簡單緊湊，容易制造，投資少，熱率高，故廣泛應(yīng)用于汽水、水水換熱領(lǐng)域。內(nèi)翅片管換熱器內(nèi)翅片管是一種帶肋的壁面，1971年美國首先提出內(nèi)翅片管，用于強化管內(nèi)單相流體的傳熱。日本、前蘇聯(lián)等國也進行大量的研究工作。20世紀80年代初，日本日立電纜有限公司研制的翅片管冷凝器，其冷凝效率和螺紋管相比提高3倍以上，同時實驗表明這種管子抗油污能力也比較強。翅片管換熱器無論對單相對流換熱還是對相變對流換熱都有很大價值，尤其是當(dāng)兩側(cè)換熱系數(shù)相差10倍以上，用于臥式冷凝器強化有機蒸汽的冷凝最為優(yōu)越，翅片管換熱器已廣泛用于制冷、動力、能源中的冷凝器、空冷器、油冷卻器?？s放

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