简析强化传热技术及一些典型的应用应

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强化传热的方法原理及应用

强化传热的方法原理及应用

强化传热的方法原理及应用引言强化传热是一种提高传热效率的方法,它可以在不增加传热面积的情况下增加传热速率。

在许多工程和科学领域中,强化传热被广泛应用,如石油化工、核能工程、食品加工等。

本文将介绍几种常见的强化传热方法,并详细解释它们的原理和应用。

1. 使用导热剂增强传热导热剂是一种能够传递热量的物质,通过选择合适的导热剂可以增强传热效果。

常用的导热剂有液体、气体和固体等。

导热剂的选择要考虑其传热性能、安全性和成本等因素。

•液体导热剂:液体导热剂具有较高的导热性能和流动性,可广泛应用于换热设备中。

常见的液体导热剂有水、有机液体和矿物油等。

•气体导热剂:气体导热剂适用于一些特殊工艺,如高温换热和气体传热。

常用的气体导热剂有空气、氮气和氢气等。

•固体导热剂:固体导热剂具有优良的导热性能和稳定性,适用于高温、高压和易燃的工艺。

常见的固体导热剂有金属、陶瓷和载热盘等。

2. 使用增强换热表面换热表面的结构和形状对传热效率有重要影响。

通过改变换热表面的形态和表面特性,可以增加传热面积和传热速率。

•换热增强剂:换热增强剂是一种可以增加换热表面粗糙度的物质,常见的换热增强剂有翅片、肋片、孔洞和螺旋管等。

这些增强剂可以增加传热表面的有效面积,从而提高传热效果。

•换热增强技术:除了增加换热表面粗糙度外,还可以通过其他方式增强换热效果。

例如,采用湍流流动、喷雾冷却和聚焦太阳能等技术可以改变传热表面的流动模式,增强传热效果。

3. 使用传热增强器件传热增强器件是一种可以改变传热介质流动状态的装置,通过改变流动状态来增强传热效果。

•钳流器:钳流器是一种可以制造涡流效应的装置,可以增加传热介质的湍流程度。

通过将钳流器置于传热介质的流动路径上,可以产生涡流,增强传热效果。

•换热螺旋管:换热螺旋管是一种将流体带到螺旋孔中来增加流体流动路径长度的装置。

在换热螺旋管中,流体沿着螺旋孔流动,增加了传热介质与换热表面的接触时间,提高了传热效率。

强化传热技术的原理及应用实例

强化传热技术的原理及应用实例

强化传热技术的原理及应用实例传热技术广泛应用于各个领域,包括发电、工业生产、环境控制和家庭生活等方面。

随着科技的不断发展,传热技术也在不断更新和完善,其中强化传热技术被认为是一种高效、节能的传热技术,得到了越来越多的应用。

一、强化传热技术的原理强化传热技术是指在传热过程中通过改变传热界面的形态或热介质的流动来提高传热效率的一种方法。

其主要通过增大传热界面的面积或者提高传热过程中的传热效率来实现强化传热。

具体来说,强化传热技术可以分为以下几种类型:1. 内部强化传热技术内部强化传热技术主要是通过改变流体流动方式来提高传热效率。

常见的方法包括增加流速、改变流动方向、引入强制对流以及改变传热介质的物性等。

这些方法可以增强壁面的传热效率,减少传热过程中的局部热阻,提高传热效率。

2. 外部强化传热技术外部强化传热技术则是通过在传热表面上引入一定的扰动来增大传热界面的面积,从而提高传热效率。

常见的方法包括在传热表面上安装翼片、鳍片等结构以及改变传热表面的形状等。

这些方法可以强制流体沿着传热表面运动,增加热传递的表面积,提高传热效率。

3. 相变强化传热技术相变强化传热技术是指通过改变传热介质的相变状态来提高传热效率的一种方法。

常见的方法包括利用相变材料的相变热来增加传热介质的热容量、引入超声波等对相变过程进行控制等。

这些方法可以提高相变介质的传热效率,从而提高传热效率。

二、强化传热技术的应用实例1. 飞机发动机冷却飞机发动机的高温环境对于发动机的正常运行至关重要。

传统的发动机冷却方式是通过空气流动来降低温度,但是这种方法无法在高速飞行时提供足够的冷却。

因此,强化传热技术被应用到了发动机冷却中,通过引入冷却介质的流动和内部强化传热技术来提高冷却效率,从而保证发动机在高温环境下正常运行。

2. 化工反应器化工反应器在工业生产中扮演着重要的角色,而其中的传热过程对于反应器的效率和稳定性也至关重要。

利用外部强化传热技术,可以将反应器表面增加摩擦力,增大传热面积,提高传热效率。

简述强化传热的方法

简述强化传热的方法

简述强化传热的方法
强化传热是指通过一系列的方法和技术,提高传热效率,使热量能够更快速地传递到目标物体上。

在工业生产和科学研究中,强化传热技术被广泛应用,可以提高生产效率,降低能源消耗,提高产品质量等。

下面我们来简述几种常见的强化传热方法:
1. 换热器:换热器是一种常见的强化传热设备,它通过将热量从一个流体传递到另一个流体,实现热量的转移。

换热器的传热效率高,可以在不同的工业领域中广泛应用。

2. 换热管:换热管是一种常见的强化传热设备,它通过将热量从一个流体传递到另一个流体,实现热量的转移。

换热管的传热效率高,可以在不同的工业领域中广泛应用。

3. 换热介质:换热介质是一种常见的强化传热方法,它通过将热量从一个介质传递到另一个介质,实现热量的转移。

换热介质的传热效率高,可以在不同的工业领域中广泛应用。

4. 换热表面:换热表面是一种常见的强化传热方法,它通过增加换热表面积,提高传热效率。

换热表面的传热效率高,可以在不同的工业领域中广泛应用。

5. 换热流体:换热流体是一种常见的强化传热方法,它通过改变流
体的流动状态,提高传热效率。

换热流体的传热效率高,可以在不同的工业领域中广泛应用。

强化传热是一种非常重要的技术,可以提高生产效率,降低能源消耗,提高产品质量等。

在未来的发展中,我们需要不断探索新的强化传热方法,为工业生产和科学研究提供更好的支持。

多孔介质强化传热

多孔介质强化传热

多孔介质强化传热
多孔介质强化传热是一种有效的技术手段,其应用主要涉及能源、化工、环保等领域。

以下是一些关于多孔介质强化传热的应用实例:
1.在汽车工业中,多孔介质被用于强化发动机的冷却系统,从而提高发动机的工作效率。

通过多孔介质的特殊结构,可以增加冷却液与发动机的接触面积,从而增强换热效果。

2.在建筑领域,多孔介质也被用于强化建筑的隔热性能。

多孔介质具有很好的透气性,可以有效地阻隔外界热量和冷气的侵入,从而保持室内温度的稳定。

3.在石油化工领域,多孔介质的应用更为广泛。

在油品加工过程中,多孔介质被用作高效油水分离器,提高油品分离效率。

同时,多孔介质在催化反应中也有广泛应用,可以提高反应速率和产物收率。

4.在环保领域,多孔介质也被用于废气和废水的处理。

多孔介质可以增加废气与催化材料的接触面积,提高废气的处理效率。

在废水处理中,多孔介质可以增加水流的流动阻力,使废水在流动过程中得到充分净化。

总之,多孔介质强化传热是一种非常有前景的技术手段,其应用领域广泛,具有很大的发展潜力。

通过不断的研究和开发,可以期待更多优秀的应用实例的出现。

强化传热的例子

强化传热的例子

强化传热是指通过各种方式来提高传热过程的效率和速度。

以下是一些关于强化传热的例子:
1. 换热器设计优化:在换热器中,通过改进流体的流动分布、增加传热表面积和优化管道结构等方式,可以提高传热效率。

例如,采用螺旋肋型管或增加片翅片数量,可以增大传热面积并增强对流传热。

2. 相变传热技术:利用物质的相变(如液体-气体相变)过程,可以实现更高效的传热。

例如,蒸发器和冷凝器中的相变传热过程常用于制冷和空调系统中,能够实现快速的热交换。

3. 高效导热材料:使用导热性能更好的材料作为热传导介质,可以提高传热速率。

例如,铜、铝等金属具有良好的导热性能,常用于制造散热器和热交换器以促进热量传递。

4. 空气增压技术:在气体传热过程中,通过增压将空气强制送入传热区域,可以加快传热速率。

这种技术常用于燃烧设备、烘干设备等领域,以提高能量利用效率。

5. 渦流增强传热技术:通过设计具有特殊结构的表面,如螺旋状或条状的凹凸纹理,可以增加流体在传热表面上的湍流运动,
从而增强对流传热的效果。

这种技术常用于换热器和燃烧室中,以提高传热效率。

这些例子只是强化传热的一部分应用,实际上还有许多其他技术和方法可用于提高传热过程的效率。

强化传热的目的是通过优化传热条件和传热界面,提高热量传递的速度和效率,从而实现更有效的能量转移和利用。

强化传热技术及其应用

强化传热技术及其应用

强化传热技术及其应用
强化传热技术是一种通过改进传热介质(如流体)以及加入某些物理、化学或结构因素来提高传热效率的技术。

它的应用范围非常广泛,包括化工、制药、石油、电力等行业。

以下列举一些常见的强化传热技术及其应用。

1. 换热器增强传热技术:通过改善换热器的结构设计、增加传热面积或使用辅助传热器件等方式来提高传热效率。

应用于化工、石油等行业中的冷却、蒸发、蒸汽管路等工艺中。

2. 湍流增强传热技术:通过增加流体的湍流度、改变流体流动状态等方式来提高传热效率。

应用于化工、制药、石油等行业中的传热、冷却、加热等工艺中。

3. 热管增强传热技术:利用热管中的工作流体的相变过程来增强传热效率。

应用于电子、航空航天等领域中的散热、温控等技术中。

4. 纳米材料增强传热技术:利用纳米材料的特异性能来增强传热效率。

应用于电子、计算机等领域中的散热技术中。

5. 超临界流体增强传热技术:利用流体处于超临界状态下的特异性质,以及超临界状态下的相变过程来增强传热效率。

应用于石油、化工等领域中的提取和分离过程中。

管壳式换热器强化传热技术概述

管壳式换热器强化传热技术概述

管壳式换热器强化传热技术概述管壳式换热器是一种广泛应用于化工、石油、能源等领域的传热设备。

在传统的管壳式换热器中,传热效率往往受到传热面积、换热系数、导热系数等因素的限制。

为了提高传热效率,强化传热技术应运而生。

本文将介绍管壳式换热器强化传热技术的基本原理和应用。

管壳式换热器是一种广泛应用于化工、石油、能源等领域的传热设备。

它主要由壳体、传热管束、管板、折流板等组成。

在管壳式换热器中,两种不同的介质通过传热管束进行热量交换。

管束中的传热介质通过热对流和热传导两种方式将热量传递给管壁,管壁再将热量传递给另一种介质,从而实现两种介质之间的热量交换。

强化传热技术的原理主要包括:增加传热面积、提高换热系数、降低导热系数和增大比热容等。

这些因素共同影响着传热效率。

增加传热面积可以通过采用具有高导热系数的材料、增加传热管的数量或改变传热管的形状等方式实现。

提高换热系数可以通过改变流体的流动状态、减小流体的层流底层厚度、增加流体的湍流度等方式实现。

降低导热系数可以通过在管壁涂覆低导热系数的涂层、采用高导热系数的材料等方式实现。

增大比热容可以通过改变流体的流动速度、增加流体的浓度差等方式实现。

强化传热技术在管壳式换热器中的应用广泛,以下举几个例子:(1)蒸发:在蒸发过程中,强化传热技术可以有效地提高加热器的传热效率,减小能耗,降低生产成本。

例如,采用高频扰动技术可以增加液体的湍流度,减小传热膜系数,从而减少蒸发时间,提高蒸发效率。

(2)冷凝:在冷凝过程中,强化传热技术可以促进水蒸气与冷却水之间的热量交换,提高冷凝效率。

例如,采用细小肋片管可以增加传热面积,同时采用螺旋肋片管可以增加流体的扰动程度,减小传热膜系数,从而提高冷凝效率。

(3)受热面积增大:通过改变管束的排列方式或增加管束数量,可以增大管壳式换热器的受热面积。

采用多程管束可以增加壳程受热面积,同时采用小直径管束可以增加程数,从而进一步提高受热面积。

强化传热技术在管壳式换热器中具有广泛的应用前景,它可以有效地提高换热效率、减小能耗、降低生产成本,同时也可以延长设备的使用寿命。

石油化工中强化传热技术的应用及发展

石油化工中强化传热技术的应用及发展

浅析石油化工中强化传热技术的应用及发展摘要:本文旨在探讨石油化工中强化传热技术的应用及发展情况,重点介绍了强化传热技术的发展历程、典型的强化换热器的特性及其在石油化工行业的应用情况。

在这方面,本文尝试分析影响强化传热技术发展的因素,并分析石油化工系统中影响该技术应用效果的因素及其可能带来的影响。

此外,本文还建议未来有利于石油化工行业应用强化传热技术的发展方向。

关键词:石油化工,强化传热,强化换热器,应用正文:1、绪论石油化工行业是实现社会技术发展的重要基础,并产生了重要的经济效益。

强化传热技术的应用可以有效提高石油化工系统的运行效率,降低其能源消耗,减少对环境的污染。

因此,本文将深入探讨石油化工行业中强化传热技术的应用及发展情况,以期为传热工程技术提供参考。

2、强化传热技术的发展历史强化传热技术在20世纪50年代末在石油化工行业开始使用,随着相关技术的不断完善,其应用越来越广泛。

特别是在近几十年,传热学技术的不断发展,使得石油化工系统的运行效率大大提高。

3、典型的强化换热器的特性及其在石油化工行业的应用情况强化换热器的特点主要有:结构紧凑、耐压强度高、易于操作和维护等。

这些特点使得它在石油化工行业应用更加广泛,包括精炼、液化气制取、脱硫和合成气体等多种场合。

4、强化传热技术的发展因素影响强化传热技术发展的主要因素有石油化工行业的发展水平、环境保护因素、能源消耗等。

其中,环境保护政策的实施,更直接影响了石油化工行业的发展,如提高石油化工系统的传热效率,降低污染物释放等。

5、石油化工系统中影响强化传热技术应用效果的因素及其可能带来的影响石油化工系统中影响强化传热技术应用效果的因素主要有:温差、工质流量、设备结构、换热面积、换热材料等。

温差、流量等因素会影响强化换热器的换热效率,而设备结构和换热材料的选择也会影响使用寿命。

同时,过高的温差或不当的设计可能会造成换热管束的损坏,影响系统的运行稳定性。

6、未来有利于石油化工行业应用强化传热技术的发展方向未来有利于石油化工行业应用强化传热技术的发展方向应该从两方面进行:一是技术上的应用和改进,以提高传热效率、降低能耗;二是设备结构的合理设计,即选择合适的换热材料、减少传热面的损失、增大换热面、改善液体流同时未来,强化传热技术的研发也应该逐步具有更高的技术水平。

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简析强化传热技术及一些典型的应用
论文摘要:本文阐明了强化传热技术的重要性及其发展趋势;包括强化传热的分类、强化传热的途径、强化传热的应用场合等;列举了一些强化传热的典型应用,包括表面增强型蒸发管、采用波纹换热管管内强化传热、采用超声波抗垢强化传热技术、采用螺旋槽管的强化传热技术、采用小热管的强化传热技术等。

通过分析得出强化传热应注意的一些问题。

论文关键词:强化传热典型应用
由于生产和科学技术发展需要强化传热从80年代起就引起了广泛的重视和发展。

表现在设计和制造各类高性能热设备,航空,航天及核聚变等尖端技术,计算机里密集布置电子元件的有效冷却。

正是上述原因促使人们对强化传热进行及为广泛的研究和探讨,从80年代到现在近20多的时间里,世界各国的科学领域里,有关强化传热研究报告举不胜数。

一、强化传热技术的分类
(一)导热过程的强化
导热是热量传递的三种基本方式之一,它同样也存在着强化问题。

导热是依靠物体中的质童(分子,原子,或自由电子)运动来传递能量。

固体内部不同温度层之间的传热就是一种典型的导热过程,但固体之间接触存在着接触热阻,降低了能量的传递,在高热流场合下,为了尽快导出热量必须设法降低接触热阻,一般可采用以下方法:
1、提高接触面之间光洁度或增加物体间的接触压力以增加接触面积
2、在接触面之间填充导热系数较高的气体(如氦气)
3、在接触面上用电化学方法添加软金属涂层或加软技术垫片
(二)辐射换热的强化
辐射换热普遍存在于自然界和许多生产过程中,只要物体温度高于绝对零度,它就能依靠电磁波向外发射能量,所以物体之间总是存在着辐射换热,在物之间温度差别不是很大的情况下,辐射换热可以忽略,但在高温设备中辐射却是换热的主要方式。

而影响辐射换热的因素主耍有:表面粗糙度,固体微粒,材料。

(三)对流换热强化
对流强化传热与流体的物理特性,流动状态,流道几何形状,有无相变发生以及传热壁面的表而状况等许多因素有关。

其中对流换热的有源强化又可分为:利用机械搅动加强流体与壁面间的传热,流体脉动和传热面震动时的对流换热,电磁场作用下的对流换热,经过多孔壁有质量透过时的壁面换热。

而对流换热的无源换热又可分为:管内插入物对传热的增强,涡旋流动的强化传热,添加物对流换热,流化床与埋管间的传热,射流冲击。

二、强化传热的途径
在热设备中应用强化传热技术的目的一般有:(1)增加输热量;(2)减少换热面积和缩小设备体积;(3)降低载热剂输送功率的消耗;(4)降低高温部件的温度。

在表面式换热器中,单位时间内的换热量Q与冷热流体的温度差At及传热面积F成正比,即Q=KFAt,式中K为传热系数,是反映传热强弱
的指标。

从上式可以看出,增大传热量可以通过提高传热系数,扩大传热面积
和增大传热温差3种途径来实现。

三、应用场合
不同的强化传热技术有不同的应用场合:对流换热按其发生的原因可分为自然对流换热和强制对流换热。

在这良种对流换热过程中,就流体的运动状态又可区分为层流换热及湍流关热,这取决于流体的雷诺数,流道集合形状和固体的壁面状况。

从流道集合想状来看就更为复杂,既有圆形,环形,三角形,弧形,又有纵向或横向掠过管簇以及由各种形状管翅或板翅结构组成的复杂集合通道。

如果流体在穿热过程中发生相变,则又有迟内沸腾,流动沸腾及蒸汽凝结之分。

前面提到的那些强化传热技术,有的只使用于特定的某些传热介质和传热过程,有的则对所有对流换热状态都有不同程度的强化作用。

其中在各类通道中强制对流(包括层流及湍流)换热的强化研究得最多,因而也是最成熟的和在工业上应用的最广的。

从强化传热各类措施来看,研究得最多的是各种发展表面,粗糙表而和涡旋强化,而且它们还被广泛地应用于各类热设备中去。

就目前来看,应用最多的是换热器方面的强化传热。

当然其他电子方面也有很多。

四、强化传热的应用举例
(一)表面增强型蒸发管
采用双侧强化管型,管内侧有内螺纹槽,管外侧是一种利用机械加工的双重凹陷多孔结构,管型的机构其总传热系数随着流速的增大而增大,当管内水流速为0. 3^1. 3m/s时,主翅和内翅的翅高分别为0. 70ram和0. 48醒,翅数分别为52和38时,增大了换热面积,管表面更多的凹陷增加了汽化核心数量,其换热性能最为优越。

(二)采用波纹换热管管内强化传热
用波纹管代替传统的光滑直管,能大大强化热量传递。

分别在实验环境温度20度,管程水流量40-1400L/h,雷诺数Re=1800 -24000,蒸汽压力为
0. 15MPa,蒸汽温度为113. 5度;实验环境温度20度,管程水流量范围40- 1400L/h,雷诺数Re=1800-24000,蒸汽压力为0. 15MPa,蒸汽温度为113.5度。

在实验Re变化范围内,波纹管的管内对流传热系数a和努塞尔数Nu均随着Re 的增大而增大,并且都比光滑直管大2. 5-3倍。

(三)采用超声波抗垢强化传热技术
超声波在液体媒质中传播时会产生机械振动作用,空化作用和热作用。

这些作用同时产生效应,会减弱成垢物质的分子之间结合力以及析出垢粒与管道间的附着力,破坏垢物生成和板结的条件,阻止垢物的生长,从而实现防垢的功能。

同时也可导致己形成的垢物脱落,形成松散而不易板结的沉淀物,达到除垢作用。

超声波抗垢装置主要由超声波发生器,传声系统和换能器组成。

石油大学等人的研究表明循环动态情况下与静态情况下的结垢程度相当;声波的防垢作用是很明显的,其防垢效率最低达85%,比通常的化学防垢效果还搞,
如果实验条件加以改进其效果会更好。

前苏联科学家研究发现,当声强大于15W/m2时,超声波可使积垢系数(垢层热阻丁•总热阻之比)降低并做到整个生产期不用清洗。

中国蓝星化学清洗总公司研究得出:超声波有明显的阻垢功效,施加20kHZ的声波可使钙离子和碳酸根离子的结合过程变得很缓慢,阻垢率达到85%以上。

(四)采用螺旋槽管的强化传热技术
周强泰等人通过对螺旋槽管管内外单相流体传热进行研究,并将试验数据
按流动参数,物性参数和几何参数采用无量纲准则进行整理,给出了Re=104- 105范围内换热系数的关联式,该关联式可以作为螺旋槽管换热器的设计依据。

螺旋槽管代替光管作空气预热器,可减轻末级空气预热器的积灰,提高传
热能力,因而可降低排烟温度及提高热风温度;可以代替回转式空气预热器,
解决其漏风和积灰问题,此外还可根据不同的具体情况解决锅炉的一些特殊问题。

螺旋槽管作为电站锅炉空气预热器的传热管件,大量应用与现役煤粉锅炉
空气预热器的更换改造和新型的整套设计,其性能明显比其他型式空气预热器
优越。

(五)采用小热管的强化传热技术
对五种内径相近的小热管在不同工作温度,热流密度及倾角下的传热研究,五种热管带有不同吸液芯结构:微粒管,网芯管,加网芯槽管烧结芯管,光管。

五种热管的蒸发传热系数都随工作温度的升高而增加;随着倾角的增大而增大; 微粒管和网芯管的传热系数基本上随热流密度的增大而增加,而加网芯管微粒管,烧结芯管和光管则随热流密度的增加而逐渐减小。

有吸液芯的四种热管都不同程度地强化了管内蒸发和凝结换热,其中,微粒管的传热系数最高,而且对倾角的变化敏感,大倾角时约为光管的9倍,小倾角约为光管的14倍;加网芯管微粒管的凝结强化效果最好,其传热系数可达光管的15倍。

五、强化传热应该考虑的问题
(一)采用强化传热措施所获得的设备功率的增加和系统热效率的提高,
或者设备体积减小,传热介质输送功率降低等效果究竟有多大?
(二)采用所选择的强化传热措施后需要增加多少费用?工艺复杂性怎么样?能否大规模生产?
(三)所采用的强化传热方法与传热介质的相容性如何?能否保证强化传
热性能持久有效?
(四)采用强化传热措施后能收到多大的经济效益?
六、总结
大多数强化传热方法都能有效地提高传热系数,能起到很好的强化传热的
目的,但各种方法都有其最合适的应用场所,需根据具体的问题采用不同的强
化方法,作到最优化的强化传热。

对于任何一种新的强化传热技术,仅停留在
理论上的研究是不够的,还应对其应用领域进行深入的了解,调查和研究,并
掌握有针对性地解决存在问题的方法,才能在实践中得到推广应用。

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