管壳式换热器节能技术综述模板
(完整)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马越中国矿业大学化工学院,江苏徐州，221116摘要:总结了近年来国内外新型管壳式换热器的研究进展，从管程、壳程、管束三方面介绍了管壳式换热器的发展历程、结构改进及强化传热机理,并与普通弓形折流板换热器进行对比，概括了各式换热器的强化传热特点。
最后指出了换热器的研究方向。
关键词:管壳式换热器；强化传热;研究方向Overview of the Shell and Tube Heat Exchangers about Heat TransferEnhancement TechnologyMA YueCUMT,Xuzhou，jiangsu，221116Abstract:Abstract : The research progress of shell and tube heat exchanger were summarized. The development structural improvement and heat transfer enhancement of the heat exchangers were introduced through three aspects e. g. tube pass shell pass and the whole tub bundle etc. Compared with the traditional segmental bame heat exchanger various types of heat exchangers'characteristics about heat transfer enhancement were epitomized。
At last，the studying directions of heat exchangers were pointed out.Key words：shell and tube heat exchanger;heat transfer enhancement；studying direction1引言《“十二五”节能减排综合性工作方案》明确提出,到2015年,全国万元国内生产总值能耗下降到0。
换热器文献综述new1
换热器节能研究的文献综述一、引言当今社会，能源危机，为了节能降耗，提高工业生产经济效益，要求开发适用于不同工业过程要求的高技能换热设备[1]。
这是因为，随着能源的短缺(从长远来看，这是世界的总趋势)，可利用热源的温度越来越低，换热允许温差将变得更小，当然，对换热技术的发展和换热器性能的要求也就更高[2]。
所以，这些年来，换热器的开发与研究成为人关注的课题。
大量的强化传热技术应用于工业装置，我国换热器产业在技术水平上获得了快速提升，板式换热器日渐崛起。
与此同时，近几年,我国在大型管壳式换热器、大直径螺纹锁紧环高压换热器、高效节能板壳式换热器、大型板式空气预热器方面也获得了重大突破[3]。
国外在换热器的强化传热研究、强化传热元件开发、新型壳程结构设计中也有了突破性的进展[4]。
而且随着制造技术的进步，强化传热元件的开发，使得新型高效换热器的研究有了较大的发展，根据不同的工艺条件与换热工况设计制造了不同结构形式的新型换热器，并已在化工、炼油、石油化工、制冷、空分及制药各行业得到应用与推广，取得了较大的经济效益。
二、研究主要成果2009年4月，中国石化组织专家对“大直径螺纹锁紧环高压换热器国产化研制攻关”项目进行了科学技术成果鉴定。
该换热器的国产化标志着我国已经具备设计和制造DN2000以下的螺纹锁紧环高压换热器的能力，大大降低了石化工程建设成本，单台即可节约采购资金1400万元，且缩短了交货期，打破了国外公司垄断地位[5]。
国内首台超大型管壳式换热器(E一6111型)已经通过最终检查和验收。
该换热器尺寸庞大，结构复杂，是首台国内自主研制的超大型固定管板式换热器，其成功研制打破了国外长期对大型换热器的垄断格局，大大提高了我国石化装备制造业的创新能力，推进了我国每年100万吨乙烯成套装备国产化的进程[6]。
同时国外的换热器研究也取得了可喜的成果。
例如：ABB公司的螺旋折流板换热器[7]，此换热器结构克服了普通折流板设计的主要缺点，其先进性已为流体动力学研究和传热实验结果所证实。
管壳式换热器设计总结
管壳式换热器设计总结管壳式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于化工、石油、制药等行业。
其设计涉及到许多方面，包括换热原理、结构设计、材料选择等。
本文将从这些方面对管壳式换热器的设计进行总结和分析。
管壳式换热器的换热原理是通过管内流体与壳侧流体之间的热传导来实现热量的交换。
管内流体一般为待加热或待冷却的介质，而壳侧流体一般为冷却剂或加热介质。
通过这种方式，可以实现两种介质之间的热量转移，达到加热或冷却的目的。
管壳式换热器的结构设计是十分重要的。
它由管束、壳体、管板、管侧流体进出口以及壳侧流体进出口等部分组成。
管束是换热的核心部分，通过将多根管子固定在管板上，形成流体的通道。
而壳体则是管束的外部保护壳，起到支撑和密封的作用。
管侧流体通过管侧进出口进入管束内，与管内流体进行热量交换，然后再通过壳侧进出口流出。
这样的结构设计，既保证了换热效率，又方便了设备的安装和维护。
管壳式换热器的材料选择也是十分重要的一环。
由于在换热过程中，介质可能存在腐蚀、高温等问题，因此需要选择耐腐蚀、耐高温的材料。
常见的材料有不锈钢、钛合金等。
对于特殊的工况，还可以采用陶瓷、镍基合金等材料。
在管壳式换热器的设计过程中，还需要考虑一些其他因素。
首先是换热面积的确定，它与换热效果直接相关。
一般来说，换热面积越大，换热效果越好。
其次是流体的流速和流量，它们对换热器的换热效果和压力损失有着重要影响。
此外，还需要考虑到换热器的尺寸和重量，以及设备的安全性和可靠性等方面。
在实际应用中，还需要根据具体的工况和要求进行换热器的定制设计。
例如，在高温高压的条件下，需要采用密封性好、耐高温高压的结构和材料；在对流体的温度变化要求较高的情况下，需要采用多级换热器或增加管程等方式来提高换热效果。
管壳式换热器的设计需要考虑多个方面的因素，包括换热原理、结构设计、材料选择等。
合理的设计可以提高换热效率，降低能耗，满足工业生产的需求。
同时，还需要根据具体的工况和要求进行定制设计，以提高设备的安全性和可靠性。
管壳式换热器文献综述
翅片管换热器传热特性的数值模拟研究文献综述姓名:姜晴班级：热动１班学号：20１20３90１１5引言能源是人类社会生存和发展的重要保障．近年来;我国工业化和城镇化步伐加快，能源需求量进一步增加。
据有关专家预测，若以2000年我国能源消费数据为基点，到2010和20２0年，我国能源消费总量增长幅度将分别达到38％和89％，2010年能源消费总量将增长到22。
４亿吨标准煤，而2020年则为25．５亿吨一3０亿吨标准煤[１］.由此可见,在未来几十年里,随着我国经济的飞速发展和人口的不断增长,能源供给相对不足的矛盾将日益突出,能源供给问题将成为制约我国经济社会发展的重要因素。
为确保我国经济平稳、协调和可持续发展，寻找新能源或可再生资源,以及合理地利用现有资源将是关键所在。
对于合理利用现有资源,我国政府提出在“十一五”期间,各级政府和企业要把“节能减排”工作放在重要地位。
我国目前的能源利用效率仅为36％左右,远低于发达国家5０％的能源利用率水平[２]。
而我国能源利用率低下的一个重要因素,是大量工业余热没有得到充分利用。
有统计数据表明，我国钢铁、有色、化工、建材、石化、轻纺、机械等几大能耗大户,余热利用率仅为4％一5％，工业炉窑热效率低于7０％［3］．不同温度水平的余热其利用价值也不同,一般可将余热资源分为高温余热、中温余热和低温余热。
由于不同物质形态的余热,可利用程度不同，所以温度划分也有差别．对于固态余热,50０℃以下的为中、低温；气态余热200℃以下的算中、低温;对于液体余热80℃以下可视为中、低温[4］．从现代热物理学的观点来看,同样多的热量,在不同的温度下可供利用的价值不同。
余热源的温度越低,能量的品位就愈低。
而据统计,在工业生产中,人们所利用的热能中平均有5０%最终以低品位余热的形式直接排放[5]。
这部分未经利用的余热直接排放到环境中，不但造成了巨大的能源浪费,也给环境带来了严重的热污染。
据初步测算,能源利用效率每提高１个百分点，即可节省能源费用１3０多亿元［6]。
管壳式换热器强化传热综述
管壳式换热器强化传热综述摘要根据国内外强化侍热技术的研究现状，着重介绍了管壳式换热嚣在壳程强化待热方面开展的工作及取得的成果。
关键词管壳式换热器壳程强化传热Abstract In the light of the present statns of study of the technology for intensification of heattransfer both at home and abroad．The work on the intensification of heat transfer in the shell side of the shell and tube heat exchanger is mainly presented as well as the result obtained．Keywords shell and tube heat exchanger shell side intensification of heat transfer 中图分类号：TE965 文献标识码：A随着现代工业的快速发展，对能源的需求越来越大．而利用高效换热器可以吸收化工、石油生产过程中存在的大量余热，既节约了能源，又减少了污染。
与板式、板翅式换热器相比，管壳式换热器由于其适用性广、坚固耐用、密封性较好以及其结构简单、清洗方便是石油、化工等领域应用最普遍的一种换热器(占整个换热器设备的70％以上) [1]。
因此．如何最大限度地利用热能和回收热能，强化管壳式换热器成为人们所研究的重点之一。
(一) 强化传热的途径单位时间内的换热量Q与冷热流体的温差△t及传热面积F成正比，即：Q=k·F·△t ．可见强化传热可以通过增加传热面积F、加大传热温差△t ，提高传热系数K3个途径来实现。
1．1 增加传热面积F增加传热面积不应理解为单一扩大设备体积或台数，而应是采用改变传热表面结构或材料性能合理提高设备单位体积的传热面积．使设备高效、紧凑、轻巧。
换热器文献综述(综述报告)(经典版)
板式换热器综述报告院系：机械工程学院姓名：xxxxx x学号：xxxxxxxxxx班级：过控10-3班日期：2012年12月28日前言用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定工艺要求的装置统称为换热器。
随着生产和科学技术的发展，化工、动力机械、原子能工业，特别是汽车、火车、航空等工业部门迫切要求高效、轻巧而又紧凑的换热设备，这就促使新结构形式的热交换设备的出现和不断发展。
板式换热器就是在这种形式下发展起来的新产品。
国内外板式换热器的发展是欧美发达国家于20世纪80年代起开始竞相开发、研制各种型式的板式换热器。
其中具有代表性的为法国Ｐａｃｋｉｎｏｘ公司,该公司于20世纪80年代首次在催化重整装置中用一台大型板式换热器替代传统的管壳式换热器组。
20世纪90年代末期,Ｐａｃｋｉｎｏｘ公司又将大型板式换热器用于加氢装置。
该公司的产品得到ＵＯＰ(美国联合油)的认证,其产品主要用于的催化重整、芳烃及加氢装置。
而板式换热器在中国的起步比较晚。
1999年兰州石油机械研究所研制成功大型板式换热器,该产品(专利号:ＺＬ98249056.9)具有国际先进水平、首创独特结构的全焊式板式换热器,并已在炼油厂重整装置,化肥厂水解解吸装置及集中供热换热站等场合得到应用。
近年来，随着我国石化、钢铁等行业的快速发展，换热器的需求水平大幅上涨，但国内企业的供给能力有限，导致换热器行业呈现供不应求的市场状态，巨大的供给缺口需要进口来弥补。
同时，我国出口的换热器均价平均不到进口均价的一半。
可以想见，我国出口的产品多是附加值低的中、低端产品，而进口的产品多是附加值高的高端产品。
这充分说明我国对高端换热器产品需求旺盛但供给不足的市场现状。
作为一个高效紧凑式换热器，在加热、冷却、冷凝、蒸发和热回收过程中，除了高温、高压和特殊介质条件外，板式换热器均已替代管壳式换热器。
经试验证明在板式换热器适用范围内，绝大多数工况时，用不锈钢板式换热器比一般碳钢换热器投资低，而且可以预见板式换热器与管壳式换热器的竞争会更加激烈。
科技成果——高效节能节材纵向流管壳式换热器
科技成果——高效节能节材纵向流管壳式换热器所属类别重点节能设备（产品）适用范围石油、化工、机械等领域各类管壳式换热器，如加热器、冷却器等。
技术原理高效节能节材纵向流管壳式换热器采用高效三维变形管作为换热元件，消灭了传统换热器中的折流板，对管内外流体进行变空间变流场的特殊设计，使得管内外流体呈纵向螺旋流动，纯逆流换热，提高换热温差，破坏了近壁面的传热边界层，并且，依据强化传热原理，使得冷热流体的温度场、速度场、压力场达到最佳匹配，从而实现高效换热和节能减排。
技术内容（1）换热技术更先进：利用三维变形管控制冷热流场，实现换热器管/壳程流动空间可调控的纯逆流，可使壳程在中、低雷诺数下产生紊流，避免了弓形折流板和螺旋折流板的错流和死角，而且换热效率更高，流动性更好，可实现换热器的紧凑化、轻量化和小型化。
（2）壳程结构更优化：采用自支撑三维变形管和网格状化一体化的管束芯体结构，消灭了折流板，壳程支承结构简单化，使加工制造更方便，并节约了材料和设备投资。
（3）运行过程更可靠：抗振性能和抗结垢性能显著提高，壳程流体呈现纵向螺旋流动，增强了对换热壁面冲刷，污垢不易沉积，同时壳程流道处处相同，流速分布和流动均匀，彻底消除了流体诱导振动问题，使设备运行更安全，延长了检修周期，降低了维护费用。
关键技术（1）三维变形管特殊加工工艺和设备，采用强化传热三维变形管作为换热管，其表面是一个曲面与平直截面的结合体，也称之为三维隐形肋化技术，既是一种新型加工技术，又是增加单位体积表面和湍流的强化换热的技术，可以精确控制传热管由圆形加工为非圆形的变形比例，优化壳程与管程空间比例，确保三维变形管换热器适用于各工艺条件下换热器的传热过程，实现强化传热。
（2）壳程流体纵向螺旋流动，取消传统弓形折流板，依靠三维变形管之间节点形成自支撑，构成的逆流强化传热效应；提高换热温差，同时在不提高压降的前提下，使得壳程流体实现纵向顺紊流的流动形态，利用管内外产生的二次流优化速度场、温度场、压力场之间的协同角度，达到流动减阻和强化传热双重目的。
毕业设计毕业论文管壳式换热器
毕业设计毕业论文管壳式换热器管壳式换热器是一种常用的传热设备，广泛应用于化工、电力、石油、制药等行业中。
它的主要作用是通过壳程和管程之间的传热来实现不同介质之间的热量交换。
本文将介绍管壳式换热器的工作原理、优点和应用领域，并讨论其改进和发展的方向。
管壳式换热器的工作原理主要是通过流体在壳程和管程中的流动来实现热量的传递。
在管壳式换热器中，热量从热源通过内管道传递给壳程，再通过壳程传递给冷却介质，从而实现热量的交换。
管壳式换热器具有换热效率高、结构紧凑、操作灵活等优点，并且能够适应不同的工作条件。
除此之外，它还具有清洗方便、可靠性高等优点，受到广大工程技术人员的青睐。
管壳式换热器在许多领域中都有广泛的应用。
例如，在化工行业中，它被用来处理高温高压的化学介质，实现热量交换和回收；在电力行业中，它被用来冷却发电设备中的循环水；在制药行业中，它被用来进行药物生产过程中的热量交换。
除了上述行业，管壳式换热器还被广泛应用于制冷、空调、食品加工等行业中。
尽管管壳式换热器具有许多优点，但也存在一些问题需要解决。
例如，其传热效率有待进一步提高，特别是在处理高粘度介质时。
此外，由于设计和制造的复杂性，管壳式换热器的成本较高。
因此，改进和发展管壳式换热器的工艺和技术是当前的研究热点之一改进和发展管壳式换热器的方向有多个。
首先，可以采用新材料来提高传热效率。
例如，可以使用高导热性材料来制造管壳式换热器，从而提高其传热效率。
其次，可以改进管壳式换热器的结构设计，以减小流体的阻力和压降，从而提高其传热效率。
此外，还可以采用换热表面增强技术，例如使用换热增强剂来增加传热表面积，提高换热效率。
最后，可以结合智能化技术来改进管壳式换热器的操作控制系统，实现自动化运行和故障诊断，提高换热器的可靠性和安全性。
总之，管壳式换热器是一种重要的传热设备，具有广泛的应用前景。
它的工作原理简单，运行稳定可靠，并且能够适应多种工况。
然而，为了进一步提高传热效率和降低成本，需要不断改进和发展其工艺和技术。
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管壳式换热器节能技术综述摘要:采用节能技术的高效换热器不仅提高了能源利用率,且减少了金属材料的消耗,对推进石油化工行业的节能减排工作有着积极意义。
简要介绍了管壳式换热器换热管强化传热技术和壳程强化传热技术,分析了各自的原理、优缺点及推荐使用场合。
关键词:换热器; 节能减排; 强化传热中图分类号:TQ051. 5文献标识码:A文章号:1009-3281(2008)05-0016-05 目前在我国石油化工行业中,换热设备投资占设备投资的30%以上,在换热设备中,使用量最大的是管壳式换热器,其中80%以上的管壳式换热器仍采用弓形折流板光管结构,这种结构决定了换热器传热效果差,壳程压降大,与我国正在推行的节能减排政策不相适应。
因此提高换热器的效能对化工行业节能减排、提高效益非常重要。
换热设备传热过程的强化就是力求使换热设备在单位时间内、单位传热面积传递的热量尽可能增多。
应用强化传热技术的目的是为了进一步提高换热设备的效率,减少能量传递过程中的损失,更合理更有效地利用能源。
提高传热系数、扩大单位传热面积、增大传热温差是强化传热的三种途径,其中提高传热系数是当今强化传热的重点。
一、换热管强化传热技术管程的强化传热通常是对光管进行加工得到各种结构的异形管,如螺旋槽纹管、横槽纹管、波纹管、低螺纹翅片管(螺纹管)、螺旋扁管、多孔表面管、针翅管等,通过这些异形管进行传热强化。
1.螺旋槽纹管螺旋槽纹管管壁是由光管挤压而成,如图1所示,有单头和多头之分,其管内强化传热主要由两种流动方式决定:一是螺旋槽近壁处流动的限制作用,使管内流体做整体螺旋运动产生的局部二次流动;二是螺旋槽所导致的形体阻力,产生逆向压力梯度使边界层分离。
螺旋槽纹管具有双面强化传热的作用,适用于对流、沸腾和冷凝等工况,抗污垢性能高于光管,传热性能较光管提高2~4倍。
2、横槽纹管横槽纹管如图2所示,其强化机理为:当管内流体流经横向环肋时,管壁附近形成轴向漩涡,增加了边界层的扰动,使边界层分离,有利于热量的传递。
当漩涡将要消失时流体又经过下一个横向环肋,因此不断产生涡流,保持了稳定的强化传热作用。
研究和实际应用证明:横槽纹管与单头螺旋槽纹管比较,在相同流速下,流体阻力要大一些,传热性能好些,其应用场合与螺旋槽纹管相同。
3、波纹管对波纹管按流体力学观点分析:在波峰处流体速度降低,静压增加,在波谷处流速增加,静压降低。
流体的流动在反复改变轴向压力梯度下进行,产生了剧烈的漩涡,冲刷流体的边界层,使边界层减薄。
因此用波纹管做换热管从理论上讲:由于波节的存在,增加了对管内流体流动的扰动,使波纹管具有较好的传热效果,但流动特性不如光管的好。
在低雷诺数下,波纹管的换热与阻力性能比明显好于光管;在高雷诺数下,波纹管与光管的换热与阻力性能比非常接近。
波纹管的波形大致可分为以下几类:波鼓形、梯形、缩放形和波节形,详细结构分别见图3~6。
4、翅片管翅片管是一种外壁带肋的管子,肋的截面形状有矩形、锯齿形、三角形、T 型、E型、花瓣型等等,这种管子有助于扩大传热面积,促进流体的湍流,一般用于以壳程热阻为主的情况。
当壳程热阻为管程2倍以上时,使用翅片管是合适的。
但不能用来处理容易结焦的介质,其中低螺纹翅片管(图7)和变形翅片管(图8)的翅化率一般小于3,用于管内介质给热系数比管外介质给热系数大于2倍以上的情况时可以提高传热系数30%左右。
5、螺旋扁管螺旋扁管(图9)的独特结构使流体在管内处于螺旋流动,促进湍流程度。
实验研究表明:螺旋扁管管内膜传热系数通常比普通圆管大幅度提高,在低雷诺数时最为明显,达2~3倍;随着雷诺数的增大,通常也可提高传热系数50%以上。
6、表面多孔管在普通金属管表面敷上一层多孔性金属层,形成表面多孔管。
表面多孔管能显著地强化沸腾给热过程,但其表面的多孔状局限了其只能应用于无垢或轻垢的场合。
制造表面多孔层的方法主要有:烧结法、火焰喷涂法、电镀法及机械加工法等。
目前已投入规模生产的为烧结法和机械加工法。
7、针翅管针翅管(图10)既扩大了传热面,又可造成流体的强烈扰动,极大地强化传热,而且压降不大,并可籍针翅互相支撑而取消折流支撑板(杆),大大节省支撑板材料,可代替光管和螺纹管作为油品换热器的换热管,也是低传热膜系数、高粘度介质和含尘高温烟气的理想传热管,可用于油品等纵向流管束换热和烟气锅炉或余热回收中。
8、管内插入件管内插入件是强化管内单相流体传热的行之有效的方法之一。
目前管内插入件的种类很多,有纽带、螺旋线圈、螺旋片、静态混合器等。
管内加麻花片纽带使管内换热系数比光管增加了56% ~95% ,摩擦系数增加了70% ~400%。
因内插物是为了降低管内流体由层流转变到湍流时的临界雷诺数,一般说,它们在低雷诺数下强化传热的效果比湍流区更佳。
目前强化传热管已广泛地应用于石油、化工、制冷、航空、车辆、动力机械等工业部门,在利用地热、海洋热能、太阳能以及余热等低温差能源中,强化传热管将更有应用价值。
强化传热管提高了换热器的传热性能,并减小了换热器所需的传热温差和压降损失,有巨大的经济效益。
二、壳程强化传热技术在管壳式换热器中,管束支撑结构的主要作用是:支撑管束,使壳程流体产生期望的流型和流速,阻止管子因流体诱导振动而发生失效。
因此,管束支撑结构是壳程内的关键部件,直接影响着换热器壳程的流体流动和传热性能。
管束支撑结构经过多年的研究、应用和发展,概括起来有3种类型:(1)横流式支撑,如传统的弓形折流板,使壳程流体呈横向流动;(2)纵流式支撑,如折流杆式等新型支撑,使壳程流体呈纵向流动;(3)螺旋流式支撑,如螺旋折流板,使壳程流体呈螺旋流动,分别见图11~13。
1、折流杆换热器传统的管壳式换热器壳程流体横向冲刷管束,传热效率较低,流动阻力大,常发生流体诱导振动而导致破坏。
为解决换热管束的振动问题,美国菲利浦石油公司在20世纪70年代开发了折流杆式换热器(图14),该换热器不仅解决了振动问题,而且由于壳侧流体的纵向流动使折流杆换热器比传统的弓形折流板换热器传热系数提高30%左右,壳程压降减少50%。
2、整圆形折流板换热器由于流体在壳程中作纵向流动是管壳式换热器中最理想的流动形式,因此近年来又开发出了一些新型纵流式换热器,图15中列举了几种常见的整圆形折流板,如矩形孔折流板,梅花孔折流板等。
这种异型折流板性能特点是:(1)能有效地支撑管束,从而避免管束发生流体诱导振动(“大管孔”式除外);(2)孔板截面积小于壳程流通面积,因而可以调节壳程流体速度;(3)各种形式的孔对流体具有“射流作用”,射流流体速度高且直接冲刷管外壁,因而能增加流体湍流度,减薄管壁液体的边界层,因而有效强化了壳程传热,适用于中、低粘度流体且雷诺数不太大的场合。
3、螺旋折流板换热器螺旋折流板换热器可分为单螺旋折流板换热器和双螺旋折流板换热器。
螺旋折流板换热器与常规折流板相互平行布置方式不同,它的折流板相互形成一种螺旋形结构,每个折流板与壳程流体的流动方向成一定的角度,使壳程流体做螺旋运动,能减少管板与壳体之间易结垢的死角,从而提高了换热效率。
螺旋流换热器的强化传热机理为螺旋通道内的流型减弱了边界层的形成,从而使传热系数有较大增加。
相对于弓形折流板,螺旋折流板消除了弓形折流板的返混现象,从而提高有效传热温差,防止流动诱导振动;在相同流速时,壳程流动压降小;基本不存在流动与传热死区,不易结垢,适宜于处理含固体颗粒、粉尘、泥沙等流体。
对于低雷诺数下(Re<1 000)的传热,螺旋折流板效果更为突出。
在螺旋折流板换热器中,螺旋角β(即壳侧介质流动方向与管束横截面之间的夹角)将直接影响壳侧流体的流动及传热性能。
4、空心环管壳式换热器空心环管壳式换热器(图16)用空心环管作支撑结构,该支撑方式轴向流道空隙率可高达80%,故对轴向冲刷的流体形体阻力非常小,可使绝大部分壳程流体的压降作用在强化传热管的粗糙传热界面上,用以促进界面上的对流传热,充分发挥管外的传热强化作用,在低流阻条件下获得高的传热性能。
5、刺孔膜片管换热器刺孔膜片管换热器的特点为刺孔膜片既是支撑元件,又是管壁的延伸,增大了单位体积内的有效传热面积;膜片上的毛刺和小孔增大了流体湍流度,各区间的流体经小孔实现一定程度的混合;刺和孔使换热表面的边界层不断更新,减薄了层流底层厚度,从而提高了换热系数;壳程流体纵向流动,压力降很小。
6、螺旋椭圆扁管换热器螺旋椭圆扁管是一种双面强化管,由圆管轧制或由椭圆管扭曲而成,靠相邻管突出处的点接触支撑管子。
流体在管螺旋面的作用下呈螺旋运动,流速和流向发生周期性变化,加强了流体的轴向混合和湍动程度,同时强化管内、外传热;壳程流体流经相邻管子的螺旋线接触点后形成脱离管壁的尾流,增大了流体自身的湍流度,破坏了管壁上的流体边界层,从而使壳程传热得到增强。
螺旋椭圆扁管主要用于强化高粘度流体的层流换热,管内流体旋转导致的二次流是使换热得以强化的主要原因。
7、变截面管换热器变截面管是将普通圆管用机械方法相隔一定节距并互成一定角度轧制出扁管形状的管子。
变截面管靠变径部分的点接触互相支撑,同时又组成壳程的扰流元件。
其结构比较简单,且是双面强化管,但最大弱点是管内阻力太大。
三、结束语强化传热对石油化工行业节能有着重大意义。
采用各种节能技术的高效换热器不仅能够提高能源效率,而且结构紧凑,可减少金属材料消耗。
高效换热器作为一种节能设备得到政府的高度重视,应将换热器的节能技术与企业的应用紧密结合起来,使各种形式的高效换热器得到大面积的推广,把石油化工行业的节能减排工作落到实处。
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