浅论换热器及其发展趋势
2024年换热器市场发展现状

2024年换热器市场发展现状1. 引言换热器作为热力传递装置,在许多工业领域中扮演着重要的角色。
随着现代工业的快速发展,换热器市场也呈现出不断增长和变化的趋势。
本文将重点探讨换热器市场的发展现状,并对其未来趋势进行展望。
2. 换热器市场规模换热器市场规模是衡量其发展状态的重要指标之一。
根据市场调研数据显示,近年来全球换热器市场规模不断扩大。
据统计,2019年全球换热器市场规模达到X亿美元,预计到2025年将超过Y亿美元。
3. 主要影响因素3.1 工业发展需求换热器广泛应用于电力、化工、石油、钢铁等行业,随着这些行业的快速发展,对换热器的需求也在不断增加。
尤其是新兴产业如新能源和环保产业的发展,更加推动了换热器市场的增长。
3.2 技术进步新的材料和工艺技术的不断涌现,也为换热器市场的发展提供了强大的推动力。
例如,微观尺度下的纳米材料、高效换热技术的应用,使得换热器的热传导效果得到了显著提升。
这些技术的不断成熟和推广应用,进一步推动了市场的增长。
4. 主要市场区域换热器市场的发展在不同的地理区域表现出差异性。
目前,亚太地区是全球换热器市场的主要增长区域,其在全球市场份额中占据了相当大的比重。
亚太地区的快速工业化和城市化进程,使得需求不断增长,推动了市场的发展。
此外,欧美地区的换热器市场也呈现稳定增长态势。
5. 产业竞争格局换热器市场的竞争程度较高,主要厂商之间展开了激烈的竞争。
一方面,大型的跨国公司在技术、品牌和销售渠道等方面具有显著优势,保持着较高的市场份额。
另一方面,一些中小型企业通过不断创新和差异化竞争,也在市场中寻找到自己的发展机会。
6. 市场趋势展望6.1 智能化发展随着人工智能、物联网和大数据等技术的发展,智能换热器市场将逐渐崭露头角。
智能化的换热器能够通过感应和控制技术实现自动化运行和优化调节,提高热能利用效率,减少能源浪费。
6.2 环保意识增强环保问题成为全球关注的焦点,对换热器产业提出了更高的要求。
换热器发展现状

换热器发展现状
换热器是一种重要的换热设备,广泛应用于各个领域中,如化工、电力、石油、制药、冶金等行业。
它具有高效、节能、安全可靠等特点,发挥着至关重要的作用。
目前,换热器行业发展迅速,不断涌现出各种新型的换热器产品。
其中,最主要的发展趋势如下:
1. 高效率换热器:随着人们对节能环保的重视,高效率换热器的需求越来越大。
高效率换热器采用先进的传热技术和材料,能够提高能源利用率,减少能源浪费,对环境保护起到积极作用。
2. 小型化换热器:随着设备越来越小型化,对空间利用的要求也在不断提高。
小型化换热器具有体积小、重量轻、占地面积少等特点,可以更好地适应现代化生产的需求。
3. 多功能换热器:为了满足不同行业的需求,换热器不仅需要具备传统的换热功能,还需要具备其他功能。
比如,兼具降温、净化、干燥等功能的多功能换热器在某些特殊行业中得到广泛应用。
4. 智能化换热器:随着信息技术的迅猛发展,智能化换热器正逐渐成为发展的趋势。
智能化换热器能够通过感应、监测等技术获得实时数据,并进行自动调节,提高工作效率,减少人力消耗。
总之,换热器作为一种重要的换热设备,在各个领域都起到了至关重要的作用。
未来,随着技术的不断进步和需求的不断增长,换热器行业将会有更多的创新和发展。
换热器发展现状与未来趋势研究综述

换热器发展现状与未来趋势研究综述换热器是一种用于传递热量的设备,广泛应用于工业生产和生活中的热交换过程。
本文将对换热器的发展现状与未来趋势进行综述。
我们来看一下换热器的发展现状。
随着工业技术的不断进步,换热器的种类和性能也在不断提升。
目前,常见的换热器类型包括壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器等。
这些换热器在结构设计和材料选择上都有了很大的改进,以满足不同领域的需求。
壳管式换热器是最常见的一种换热器类型。
它由壳体和管束组成,通过管壳两侧流体的对流换热来实现热量的传递。
壳管式换热器具有结构简单、换热效率高、适应性广等优点,广泛应用于化工、石油、制药等行业。
随着材料科学和制造技术的不断进步,壳管式换热器的换热性能和耐腐蚀性也得到了提升。
与壳管式换热器相比,板式换热器具有体积小、换热效率高、清洗维护方便等优点。
它由一系列平行排列的金属板组成,通过板间流体的对流换热来实现热量的传递。
板式换热器在化工、食品、制冷等领域得到了广泛应用,并且随着新材料和新工艺的引入,其性能和可靠性不断提升。
管束式换热器是一种新型的换热器类型,它由多个细直管束组成,通过管内流体的对流换热来实现热量的传递。
管束式换热器具有结构简单、传热效率高等优点,适用于高温高压和强腐蚀介质的换热。
随着材料和制造工艺的不断改进,管束式换热器在化工、电力、航空航天等领域的应用也在不断扩大。
除了换热器类型的改进,换热器在换热原理和性能上也有了很大的突破。
例如,换热器的传热系数、传质系数和热阻等性能参数得到了提高,使得换热器的换热效率更高。
此外,换热器的结构和材料选择也得到了优化,以提高其耐腐蚀性、抗压性和使用寿命。
未来,换热器的发展趋势将主要集中在以下几个方向。
首先,换热器将更加注重节能和环保。
随着能源紧张和环境污染的日益严重,换热器需要更高的能量利用率和更低的排放水平。
其次,换热器将趋向于大型化和集成化。
大型化可以提高换热器的传热效率和处理能力,集成化可以减少设备的占地面积和运行成本。
换热器发展历史

换热器发展历史换热器是一种用于传递热量的设备,广泛应用于工业生产和能源领域。
它的发展历史可以追溯到几个世纪前的蒸汽机时代。
本文将详细介绍换热器的发展历程,包括早期的简单换热器、现代换热器的设计和应用以及未来的发展趋势。
一、早期的简单换热器早期的换热器主要是简单的热交换装置,用于将热量从一个流体传递到另一个流体。
最早的换热器可以追溯到公元前300年的古希腊时期,当时人们使用石灰石和水来制作一种简单的换热器,用于加热水。
这种换热器的原理是通过石灰石的化学反应来释放热量。
随着工业革命的到来,蒸汽机的发明使得换热器得到了广泛的应用。
早期的蒸汽机使用简单的换热器将水蒸汽冷却成液态水,然后再循环使用。
这种换热器通常由铜管制成,通过将水蒸汽流经管道,使其与外界空气接触,从而将热量散发出去。
这种简单的换热器虽然效率低下,但为后来的换热器技术奠定了基础。
二、现代换热器的设计和应用随着科学技术的不断进步,现代换热器的设计和应用变得更加复杂和多样化。
现代换热器通常由许多细小的管道组成,通过这些管道将热量从一个流体传递到另一个流体。
常见的现代换热器类型包括壳管式换热器、板式换热器和管束式换热器等。
1. 壳管式换热器壳管式换热器是目前最常用的换热器之一。
它由一个外壳和许多平行排列的管子组成。
热量通过管子的壁传递到外壳中的另一个流体。
这种换热器适用于高温高压的工况,广泛应用于石油化工、电力等行业。
2. 板式换热器板式换热器是一种结构紧凑、高效率的换热器。
它由一系列平行排列的金属板组成,通过这些板将热量从一个流体传递到另一个流体。
板式换热器具有体积小、传热效率高、维护方便等优点,被广泛应用于食品加工、制药等行业。
3. 管束式换热器管束式换热器是一种将管子束缚在一起形成一个整体的换热器。
它通常由一个外壳和许多束管组成。
热量通过束管的壁传递到外壳中的另一个流体。
管束式换热器适用于粘稠液体或含有颗粒的流体,常见于化工、造纸等行业。
换热器产业发展现状及未来发展趋势

换热器产业发展现状及未来发展趋势
换热器是指利用不同介质之间的温度差,通过壁面传递热量的设备。
作为热力学的重要组成部分,换热器在工业、能源、化工、石油
等领域中起着至关重要的作用。
在近年来,随着全球节能环保的重要
性逐渐突出,能源需求的不断增长,换热器产业也得到了迅速发展。
目前,整个换热器产业已经呈现出日益提高的技术水平和市场规模,特别是高效节能的换热技术得到广泛关注。
在技术方面,涡旋管、结构壳管、双壳管等换热器技术不断更新迭代,使得换热器的换热效
率和制造成本得到了显著提高。
市场方面,换热器广泛应用于石油、
化工、制药、食品、冶金等行业中,市场扩张加速,市场需求逐年增长。
在未来,换热器产业将继续朝着高效节能、智能化、自动化方向
发展。
首先,高效节能是未来换热器产业的核心发展方向,通过提高
设备的换热效率和节能性,进一步降低能源消耗,实现经济效益和社
会效益的双重提升。
此外,智能化和自动化技术的应用将使得换热器
操作更加简单、快捷、高效,提高生产效率和减少人力成本。
另外,
随着绿色制造的逐渐普及,将促进更多环保材料的使用,从而增强亚
洲地区在换热器产业中的话语权。
总之,换热器产业以其在工业界中的广泛应用和重要地位,将在
高效节能、智能化和自动化等方面发力,进一步推动产业的发展和革新。
未来换热器市场也将朝着高效节能、智能化、环保化等方向迅速
发展,为工业生产提供更加先进的换热技术和解决方案。
2024年换热器市场分析现状

换热器市场分析现状一、市场概述换热器作为热交换领域的重要设备,广泛应用于工业、建筑、能源等领域。
换热器市场呈现出蓬勃发展的态势。
本文将对换热器市场的现状进行详细分析。
二、市场规模换热器市场近年来呈现稳步增长的趋势。
根据市场调研数据显示,2019年全球换热器市场规模达到XX亿美元,预计在未来几年内将持续增长。
其中,工业领域是换热器市场的主要应用领域,占据了市场总规模的XX%。
三、市场竞争格局目前,全球换热器市场竞争格局较为分散,市场上存在着众多的换热器生产企业。
这些企业在产品技术、品牌知名度、市场份额等方面存在差异。
在全球市场中,一些大型跨国公司占据主导地位,比如艾默生电气、西门子、阿尔斯通等,这些企业以其雄厚的技术实力和全球化经营优势在市场中具有竞争优势。
此外,一些地区性的换热器企业也在市场中扮演着重要角色,例如中国的海螺集团、美国的卡特彼勒公司等。
四、市场发展趋势1. 技术创新驱动市场增长随着工业生产的不断发展和能源效率要求的提高,换热器市场面临着日益严峻的挑战。
技术创新成为推动市场发展的主要驱动力。
目前,高效节能换热器、全焊式换热器、螺旋板换热器等新型产品逐渐崭露头角,成为市场的热门产品。
这些产品具有换热效率高、结构紧凑、占用空间小等优势,受到市场的广泛认可。
2. 环保节能需求促进市场增长环保节能已成为全球关注的热点议题,换热器是提高能源利用效率的重要设备。
随着国家对环保节能政策的不断加强,换热器市场得到进一步推动。
新型换热器产品的问世,进一步满足了环保节能需求。
例如,采用高效传热材料和节能设计的换热器、提高传热效率的改进型换热器等,受到市场的广泛关注和需求。
3. 区域市场发展不平衡尽管全球换热器市场总体呈现增长态势,但不同地区市场发展却存在不平衡现象。
发达经济体市场规模相对较大,换热器产品更新换代较快,市场上消费者对高端技术、高品质产品的需求较大。
而发展中国家市场规模较小,由于资金和技术条件限制,换热器产品较多依赖进口。
换热器发展历史

换热器发展历史引言概述:换热器是一种用于传递热量的设备,广泛应用于工业生产和日常生活中。
本文将从五个方面介绍换热器的发展历史,包括换热器的起源、早期换热器的发展、换热器的材料和结构创新、换热器的性能提升以及未来换热器的发展趋势。
一、起源1.1 蒸汽机的发明:换热器的起源可以追溯到18世纪末的工业革命时期,当时蒸汽机的发明使得热能的利用得到了极大的提升。
1.2 早期换热器的浮现:随着蒸汽机的广泛应用,人们开始意识到热能的传递和回收的重要性,于是早期的换热器开始浮现。
二、早期换热器的发展2.1 壳管式换热器的浮现:最早的换热器是壳管式换热器,由一根管子套在一个金属壳体内,通过管子内的流体与壳体外的流体进行热交换。
2.2 水箱式换热器的改进:水箱式换热器是一种将流体通过多个水箱进行热交换的设备,早期的水箱式换热器通过增加水箱的数量和改进流体的流动方式来提高换热效率。
2.3 早期换热器的应用:早期的换热器主要应用于工业生产中的蒸汽机、锅炉和冷却系统等领域。
三、材料和结构创新3.1 材料的改进:随着科学技术的进步,新型材料的应用使得换热器的耐腐蚀性、传热效率和使用寿命得到了显著提高。
例如,不锈钢、钛合金和陶瓷等材料的应用。
3.2 结构的创新:换热器的结构也得到了创新,例如板式换热器的浮现,通过将多个金属板叠加在一起,使得流体在板间进行热交换,提高了传热效率。
3.3 紧凑型换热器的发展:紧凑型换热器是指通过增加传热面积和减小设备体积来提高换热效率的换热器,其结构创新使得换热器在空间限制的环境中得到了广泛应用。
四、性能的提升4.1 传热效率的提高:随着材料和结构的创新,换热器的传热效率得到了显著提高,使得热能的利用效率得到了提升。
4.2 节能环保:新型换热器的应用使得能源的消耗得到了降低,减少了对环境的污染,具有良好的节能环保效果。
4.3 自动化控制:现代换热器的自动化控制系统使得换热过程更加稳定和可靠,提高了设备的运行效率和安全性。
浅论换热器及其发展趋势

浅论换热器及其发展趋势摘要:换热器是工业部门广泛使用的一种设备。
为了适应所需,换热器的类型多而复杂,本文根据作用原理和传热方式主要分为直接接触式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器和中间载热体式换热器进行了简要介绍。
间壁式换热器仍是应用最广泛的一类换热器,因此以其一列管式换热器为例概括了换热管的现状和相应的换热器的发展进展。
关键词:换热器;换热管;现状;发展一、换热器介绍换热器是一种使热量从热流体传递到冷流体的设备,它在许多工业部门被广泛使用,包括化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械等等。
其主要功能有两点,一是使流体温度达到工艺流程规定的指标,以满足工艺流程上的需要;二是有效的回收利用预热、废热,特别是低位热能。
在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用相当广泛,自然的,其类型也相当多,若按照作用原理和传热方式则分为直接接触式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器和中间载热体式换热器.1.1 直接接触式换热器直接接触式换热器又称混合式换热器,是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的,这种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻,只要流体间的接触情况良好,就有较大的传热速率。
故凡允许流体相互混合的场合,都可以采用混合式热交换器,例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽—水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等,具体应用有冷却塔、气压冷凝器、气体洗涤器等。
采用这种换热器,热量能有效地从一种流体传递到另一种流体,即传热效率高,单位传热面上能传递的热量多;其结构能适应所规定的工艺操作,运转安全可靠,密封性好,清洗、检修方便,流体阻力小。
同时价格便宜,维护容易,可使用时间长。
但明显的缺点就是应用范围小,仅适用于工艺上允许两种流体混合的场合。
1.2蓄热式换热器蓄热式换热器与回热式换热器相对应,是一种应用历史比较久远的换热装图1—1直接接触式换置,回热式换热器中两种流体的换热是通过各个位置的固定边界进行的,在稳定运行时换热器的内的温度只与位置有关,而在蓄热式换热器热量的传递都是动态的,同时依赖于位置和时间。
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浅论换热器及其发展趋势摘要:换热器是工业部门广泛使用的一种设备。
为了适应所需,换热器的类型多而复杂,本文根据作用原理和传热方式主要分为直接接触式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器和中间载热体式换热器进行了简要介绍。
间壁式换热器仍是应用最广泛的一类换热器,因此以其一列管式换热器为例概括了换热管的现状和相应的换热器的发展进展。
关键词:换热器;换热管;现状;发展一、换热器介绍换热器是一种使热量从热流体传递到冷流体的设备,它在许多工业部门被广泛使用,包括化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械等等。
其主要功能有两点,一是使流体温度达到工艺流程规定的指标,以满足工艺流程上的需要;二是有效的回收利用预热、废热,特别是低位热能。
在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用相当广泛,自然的,其类型也相当多,若按照作用原理和传热方式则分为直接接触式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器和中间载热体式换热器。
1.1 直接接触式换热器直接接触式换热器又称混合式换热器,是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的,这种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻,只要流体间的接触情况良好,就有较大的传热速率。
故凡允许流体相互混合的场合,都可以采用混合式热交换器,例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等,具体应用有冷却塔、气压冷凝器、气体洗涤器等。
采用这种换热器,热量能有效地从一种流体传递到另一种流体,即传热效率高,单位传热面上能传递的热量多;其结构能适应所规定的工艺操作,运转安全可靠,密封性好,清洗、检修方便,流体阻力小。
同时价格便宜,维护容易,可使用时间长。
但明显的缺点就是应用范围小,仅适用于工艺上允许两种流体混合的场合。
1.2蓄热式换热器蓄热式换热器与回热式换热器相对应,是一种应用历史比较久远的换热装置,回热式换热器中两种流体的换热是通过各个位置的固定边界进行的,在稳定运行时换热器的内的温度只与位置有关,而在蓄热式换热器热量的传递都是动态的,同时依赖于位置和时间。
[1]在蓄热式换热器中,冷、热流体交替地流过同一固体传热面及其所形成的通道,依靠构成传热面的物体的热容作用(吸热或放热),实现冷、热流体之问的热交换。
蓄热式换热器有受热面回转式和风罩回转式两种:前者是由转子转动使烟气和图1-1直接接触式换热器空气交替冲刷蓄热元件;后者是由风罩转使烟气和空气交替冲刷蓄热元件。
该换热器适用于流量大的气一气热交换场合,如动力、硅酸盐及石油化工等工业中的余热利用和废热回收等方面。
[2]蓄热式换热器的优点也很明显,首先是结构紧凑,其次它是由由固体填充物构成的蓄热体作为传热面的,交替地通过同一通道利用蓄热体来吸热和放热,其单位面积传热面大,适用于气-气热交换,如回转式空气预热器。
但局限在于不允许两种流体混合。
图1-3 燃烧室图1-2 蓄热式换热器1.3 间壁式换热器间壁式换热器又称为表面式换热器,利用间壁(固体壁面)进行热交换。
是应用最广泛的一类换热器,形式也多种多样,如板式换热器、板翅式换热器、列管换热器三类。
相比而言,板式换热器具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便,使用寿命长等特点;板翅式换热器制造工艺要求更为严格,且容易堵塞,不耐腐蚀,清洗检修困难,但其传热性能特别好;列管式换热器又称管壳式换热器,是工业上应用最广泛的换热设备,又分为固定管板式换热器、U形管式换热器、浮头式换热器。
管壳式换热器由一个壳体和包含许多管子的管束所构成,冷、热流体之间通过管壁进行换热的换热器。
它适应于冷却、冷凝、加热、蒸发和废热回收等各个方面。
通常管壳式换热器的工作压力可达4兆帕,工作作温度在 200 ℃以下。
在个别情况下还可达到更高的压力和温度。
一般壳体直径在1800 ram 以下,管子长度在9m以下,在个别情况下也有更大或更长的。
其优于其他两种的特点是结构坚固、可选用的结构材料范围广,故适应性强、操作弹性较大。
因此,在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。
图1-4 管壳式换热器间壁式换热器应用广泛,工作坏境多变且较为恶劣,例如部分间壁式换热器操作压强高达2*105Kpa ,温度-250到1500 ℃的范围内变化,某些流体的腐蚀性又特别严重等。
每种类型的换热器都有优缺点,选择换热器类型时,要考虑的因素很多,例如材料,压强,温度,温度差,压强降,结垢腐蚀情况,流动状态,传热效果,检修和操作等。
对同一种换热器而言,某种情况下使用是好的,而在另外的情况下却不能够令人满意,甚至根本不能用。
因此在实际应用中,工作人员需对各种间壁式换热器的优缺点和操作方式了然于胸,最大发挥其优势。
[3]1.4 中间载热体式换热器中间载热体式换热器是将两个间壁式换热器由在其中循环的载热体连接,载热体在高温流体换热器和低温流体换热器间循环,从高温流体换热器中吸收热量,向低温流体换热器中释放热量给低温流体。
图1-5 热管换热器二、换热器的发展换热器在国民经济和化工生产领域中对产品质量、能量利用率以及系统经济性、可靠性起着举足轻重的作用。
近年来,能源与材料费用的不断增长极大地推动了对高效节能换:热器的研究,作为一种节能设备,换热器不仅是保证加工过程正常运转不可缺少的设备,而且就金属消耗、动力消耗和投资来说,其在整个工程中所占有比例很大。
据统计,换热器的投资约占全部设备投资的40%。
因此开发新型高效和结构紧凑的换热器是目前换热器研究的一个重要方向。
其内部强化传热主要有两种途径:增大传热面积,但换热器的传热面积不可能无限制地增大,否则投资费用会大大增加,并且随着工业化的进展,设备要紧凑化:提高传热系数,主要从管程和壳程传热强化系数的提高方面上考虑。
2.1 常见换热管的研究现状2.1.1 螺旋槽管螺旋槽管是种管壁上具有外凸和内凸的异形管,管壁上的螺旋槽能在有相变和无相变的传热中明显提高管内外的传热系数,起到双边强化的作用。
根据在光管表面加螺旋槽的类型,螺旋槽管有单头和多头之分,其主要结构参数有槽深e、槽距p和槽旋角β。
,研究还表明单头螺旋槽管比多头螺旋槽管的性能好。
目前,无论足从传热、流阻、结垢性能,还是从无相变对流换热和有相变凝结换热,对螺旋槽管的强化传热研究从理论到实际已达到较高水平。
2.1.2 横纹管横纹管是一种普通圆管作毛胚,在管外壁经简单滚轧出与轴线垂直的凹槽,同时在管内形成一圈突起的环肋。
其强化机理为:当管内流体经横向环肋时,管壁附近形成轴向漩涡,增加了边界层的扰动,有利于热量通过边界层的传递。
当涡流即将消失时,流体又流经下一个横肋,不断产生轴向涡流,因而保持连续且稳定的强化作用。
2.1.3 管内插入物管内插入物的类型有很多,主要有:麻花铁、螺旋线圈、螺旋带、螺旋片、扭带和静态混合器等。
各种插入物的强化传热机理一般可分为四种:形成旋转流;破坏边界层;中心流体与管壁流体产牛置换作用;产生二次流。
管内插入物的优点是对旧的换热器设备进行改造,以提高其换热性能。
在强化传热的同时,能达到清除污垢的目的。
2.1.4 内翅片管内翅片管是采用特殊的焊接工艺和设备加工而成,流体在管内的换热过程为单相强制对流换热。
其丰要特点是通过在传热管管内扩大传热面积、强化管内传热的途径来提高换热器的传热性能。
八十年代初,日立电缆有限公司研究表明,采用左右错式的螺旋内翅片管强化单相流体的传热可使管内给热系数提高到光管的2.8倍左右。
[4]2.1.5 波纹管波纹管是将光管加工成波纹形状的翘片,其强化传热机理是:通过改变断面使弧形段内壁处发生两次反向扰动,增加对管内流体的扰动,扩大低热阻区域,以提高传热系数,增强传热效果。
具有不易结垢,单位容积传热面积大,耐腐蚀性强,温差应力小等优点。
2.1.6 缩放管缩放管是由依次交替的收缩段和扩张段组成的波形管道,其强化传热的机理是:在扩张段流体速度降低,静压增大;在收缩段流体速度增加,静压减小;流体在方向反复改变的轴向压力梯度下流动。
扩张段产生的漩涡在收缩段被有效地利用,冲刷了流体边界层,便边界层减落实现了强化传热。
2.2 换热器发展及进展长期以来,列管式换热器面临着各种新型换热器的挑战,且某些场合已被一些新型换热器所取代,但是由于它的高度可靠性和广泛的适应性,至今仍然居于统治地位。
例如在日本其产量占全部换热器的70%,产值占60%。
由于受到挑战,反过来也促进了它自身的发展。
例如在高温、高压领域,已有用它取代蛇管、套骨式换热器的趋势。
[5]目前,对高效列管式换热器的研究主要集中在强化管程和壳程两方面,根据以上换热管研究现状针对管程有如下改进。
2.2.1 螺纹管换热器螺纹管是一种优良的高效异形强化传热管件,其结构如图2-1所示,由光滑管在车床上轧制而成,分单头和多头,其强化机理是:产生的边界层分离流使传热边界破坏。
目前从传热、流阻、阻垢性能、无相变对流换热、有相变凝结换热等方面对螺纹管的强化传热研究从理论到实际都达到了较高水平。
图2-1 螺纹管2.2.2 横纹管换热器横纹管主要用来强化管内单相流体的传热,在相同流速下,横纹管比单头螺旋槽管比较,流体阻力稍大但压降较小,传热性能好。
我国华南理工大学、沈阳化工学院和辽宁冷热设备制造公司等单位对横纹管进行了研究和应用。
如图2-2。
图2-2 横纹管2.2.3 菱形翅片管换热器菱形翅片管与螺纹管相比,翘片距更密,传热面积更大,当流体流经菱形翅片表面时,传热边界层在非连续翅片上因受到周期性破坏而减薄,从而提高了冷凝传热系数,是光滑管的6倍。
2.2.4 波纹管换热器波纹管是近 10年出现的强化换热管,其结构如图2-3所示,我国第一台波纹管换热器由沈阳市广厦热力设备公司于 20世纪90年代初研制成功。
图2-3 波纹管2.2.5 缩放管换热器其结构如图2-4所示。
华南理工大学研究认为,缩放管可强化管内外单相流体的传热,在同等流阻损失下, Re=104-105范围内,传热管比光管增加70%。
缩放管换热器已在空气预热器、油冷却器、冷凝器、废热锅炉中广泛使用。
[6]图2-4 缩放管三、结论换热器在近百年来在国民经济的很多领域起着越来越重要的作用,能源与材料费用的不断增长也极大地推动了对高效节能的换热器的研究。
而今,换热器的类型已经很多,但缺陷却是大多数换热器所共有的,其内部强化传热途径也相似。
对于未来的发展,需要包括以下几个方面:一是器械紧凑化;二是换热高效化——减少热量的散失;三是节能减排;四是理论系统化;五是技术模型化。
换热器有着极其广泛的应用,在发展上虽然有瓶颈但仍然有很大的需要。
参考文献[1]Frank W Schmidt, A John Willmott.Thermal energy storage and regeneration [Z].Washington:Hemisphere Pub. Corp,1981.[2]王维刚.蓄热式换热器的优化设计[J].化工机械,2010(4):412-414[3]胡学敏.问壁式换热器的分类和应用分析[J]. 商品与质量:学术观察,2012(6):83-83[4]任孝平.换热器研究现状以及发展趋势[J].硅谷.2011(8):27-27[5]陆璐.换热器的研究现状和发展[J].产业与科技论坛.2011(2):49-50[6]王永红.列管式换热器强化传热研究及发展[J].低温与超导.2012(5):53-57。