强化传热 文献综述

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如何强化传热技术及一些典型的应用

如何强化传热技术及一些典型的应用

如何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量(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。

强化传热及换热器及传热效率论文

强化传热及换热器及传热效率论文

传热部分论文强化传热1强化传热的目的不同的工艺对强化换热的具体要求也不相同,归纳起来,应用强化传热技术可以实现下述目的。

⑴减小设计传热面积,以减小换热器的体积和质量。

⑵提高现有换热器的换热能力。

⑶使换热器能在较低温差下工作。

⑷减小换热器的阻力,以减少换热器的动力消耗。

2强化传热技术的种类提高传热系数的传热技术可分为有功强化传热技术和无功强化传热技术两类。

有功强化传热技术需要应用外部能量来达到强化传热的目的;无功强化传热技术则无需应用外部能量。

3强化传热技术比较有效并有发展前景的强化传热技术主要有:处理表面法、粗糙表面法、扩展表面法、流体旋转法及静电场法等。

每种强化传热技术都有其局限性和适用范围。

4国内应用情况我国强化换热技术的研究起步较晚。

在处理表面技术上,大连理工大学采用磁控溅射离子镀铬的方法处理铜管,使传热系数提高40 %以上。

华南理工大学进行过粗糙表面法试验,得到了优化的几何尺寸。

其中西安交通大学、哈尔滨科技大学、华南理工大学、重庆大学等都有侧重研究,有些成果已工业化。

换热器技术改造哈尔滨气化厂23#工段洗洗的原工艺是:粗煤气———径流洗涤器———液滴分离器———第一换热器技改后的工艺流程为:粗煤气———径流流涤器———液滴分离器———旋风分离器———高效过滤器———第一换热器由于粗煤气中含有焦油,酚水,粉尘在通过么流洗涤器和液滴分离器时并不能把杂质完全洗掉,所以进入第一换热器导致堵。

通过技改,利用离心力和具有强吸附能力的特制高温纤维作为滤料,使粗煤气中的杂质沉降下来,得到截留。

防止第一换热器堵,提高效率,从而达到保护催化剂的作用。

提高传热效率板式换热器是间壁传热式换热器,冷热流体通过换热器板片传热,流体与板片直接接触,传热方式为热传导和对流传热。

提高板式换热器传热效率的关键是提高传热系数和对数平均温差。

1 提高换热器传热系数只有同时提高板片冷热两侧的表面传热系数,减小污垢层热阻,选用热导率高的板片,减小板片的厚度,才能有效提高换热器的传热系数。

管壳式换热器强化传热综述

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。

管壳式换热器文献综述

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]。

换热器强化传热方法及研究进展

换热器强化传热方法及研究进展

换热器强化传热方法及研究进展摘要:管壳式换热器的应用领域非常广泛,对其进行强化传热方面的研究具有显著的经济效益和社会效益,不仅符合国家对企业节能减排的要求,而且能够降低企业的生产成本。

无论换热器的管程还是壳程强化传热技术,都会朝着结构简单、传热效率高的方向发展。

关键词:换热器;强化;传热《“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0.869吨标准煤;“十二五”期间,实现节约能源6.7亿吨标准煤。

主要实施的措施是调整优化产业结构,加快淘汰落后产能,推动传统产业改造升级,加快节能减排技术开发和推广应用,重点推广高效换热器等节能减排技术。

我国石化行业的换热设备以管壳式换热器为主,而且传统弓形折流板换热器占到总量的70%~80%。

弓形折流板换热器固然有其优点,并在产业节能方面做出了巨大贡献,但在新的节能减排形势下,其缺点(压降大、存在大量流动死区、振动大、传热效率低等)严重限制了自身的生存和发展空间,同时也推进了强化传热理论和换热器的发展。

一、强化传热理论的工程应用根据强化传热理论,在管的两侧范围内,需要增大传热系数较小的一侧才能有效改进总传热系数。

由于无法确定所有工况下,需要增大管内或管外的传热系数以得到最高的总传热系数,因此,强化传热理论在工程中的应用不是单一的模式,而是呈现出3种趋势,即对管内、管外、管束整体的强化传热。

无论是那种类型的强化传热结构,都已经细化出许多更新类型,且其适用的工作环境和强化效果各异。

管程强化传热高效强化传热管的研究一直是传热领域最活跃和最有生命力的重要研究课题。

管程强化传热技术可归结为两个方面,其一是改变换热管形状以加大管程流体湍流程度或传热面积,如螺纹管、伸缩管、波纹管、翅片管等,其中研究较多、较典型的是螺纹管和翅片管;另一种是管内插物,用来增强管程湍流程度,常见的有管内插纽带、绕丝花环等,其中,内插纽带由于制造简单,传热效果优良,得到了国内外研究人员的广泛认定。

强化传热

强化传热

杜明照10116117 化机研10管壳式换热器无源强化传热技术杜明照(常州大学机械工程学院,江苏常州213016)摘要:管壳式换热器是在工业中应用最为广泛的一种换热器,对其强化传热的研究对节能减排、缓解能源危机有着重要的意义。

本文首先论述了强化传热技术及其强化途径,其次具体介绍了管壳式换热器无源强化传热技术实现方法及其各种换热元件。

关键词:管壳式换热器;强化传热;节能减排The Passive Heat Transfer Enhancement of Shell and Tube Heat ExchangerDu Mingzhao(Changzhou University, College of Mechanical Engineering, Changzhou Jiangsu, 213016) Abstract: Shell and tube heat exchanger is a kind of heat exchanger which is the most widely used in industry .The research of heat transfer enhancement of shell and tube heat exchanger has an important significance for the energy conservation、emission reduction, and relieve the energy crisis. This paper discusses the technology of heat transfer enhancement and the way of strengthens, then gives a specific description of the passive heat transfer enhancement of shell and tube heat exchanger and its various components.Keywords: Shell and tube heat exchanger;Heat transfer enhancement;Energy saving and emission reduction0 引言近年来,随着中国经济的快速发展,石油、化工等行业得到了长足的发展,各工业部门都在大力发展大容量、高性能设备,并且随着能源危机的进一步加大,对换热器的性能要求进一步提高,换热器向着尺寸小、重量轻、换热能力大、换热效率高的方向发展,因此强化传热技术成为一个蓬勃发展的研究领域。

换热器文献综述new1

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。

换热器文献综述

换热器文献综述

管壳式换热器强化传热研究摘要:从管程强化和壳程强化两方面论述了管壳式换热器强化传热技术的机理,指出了管壳式换热器今后发展中的主要方向;同时对换热器的防腐措施以及改进动向作了介绍。

关键词:强化传热;管壳式换热器;防腐Abstract: shell and tube heat exchanger was discussed from two aspects of the strengthening of the tube side and the strengthening of the shell to strengthen the mechanism of heat transfer technology, pointing out that the main direction of future development of the shell and tube heat exchanger; heat exchanger anti-corrosion measures well as improved trends were introduced. Keywords: heat transfer enhancement; shell and tube heat exchanger; anti-corrosion引言管壳式换热器是当今应用最广泛的换热设备,它具有高的可靠性和简单易用性。

特别是在较高参数的工况条件下,管壳式更显示了其独有的长处“目前在提高该类换热器性能所开展的研究主要是强化传热,适应高参数和各类有腐蚀介质的耐腐材料以及为大型化的发展所作的结构改进。

一、换热器的强化传热研究换热器的强化传热就是采用一定的措施增大换热设备的传热速率,力图用较少的传热面积或体积的设备来完成传热任务。

各种强化型换热器在石油、化工、制冷、航空、车辆、动力机械等工业部门己得到广泛应用。

强化传热已被学术界称为第二代传热技术。

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华北电力大学研究生结课作业学年学期:2014—2015第二学期课程名称:强化传热学生姓名:学号:提交时间:2015.3.26强化传热文献综述摘要:研究各种传热过程的强化问题来设计新颖的紧凑式换热器,不仅是现代工业发展过程中必须解决的课题,同时也是开发新能源和开展节能工作的紧迫任务,因而研究和开发强化传热技术对于发展国民经济的意义是十分重要的。

本文主要总结了管内强制对流换热和强制对流沸腾换热、管束中强制对流换热、大容器沸腾换热和凝结换热的强化方法。

以及管壳式换热器和管内置扰流元件的强化传热的研究进展。

关键词:强化传热;粗糙表面法;扩展表面法;扰流元件;机械强化法;静电场法引言工质的流动和传热在动力、核能、制冷、化工、石油乃至航空、火箭和航空等工业中是常见的。

这些工业的换热设备中广泛存在着各种传热问题。

以动力工业中的火力发电厂为例,蒸汽锅炉本身就是一个大型复杂换热面。

燃料在炉膛中燃烧生产的热量,需要应用多种传热方式,通过炉膛散热面、对流蒸发受热面、过热器及省煤器加热工质,是工质汽化、过热成为能输往蒸汽轮机的符合要求的过热蒸汽。

此外,在锅炉尾部还装有利用排出烟气加热燃烧所需空气的空气预热器。

在电厂的热力系统中还装有各式给水加热器、蒸汽凝结器、燃油加热器等。

在这些设备中也都存在各种各样的传热问题。

换热器的合理设计、运转和改进对于节省资金、能源、金属和空间而言是十分重要的。

1 强化传热的目的和意义1.1目的减小初设计的传热面积,以减小换热器的体积和重量;提高现有换热器的换热能力;使换热器能在较低温差下工作;减少换热器的阻力,以减少换热器的动力消耗。

1.2意义研究各种传热过程的强化问题来设计新颖的紧凑式换热器,不仅是现代工业发展过程中必须解决的课题,同时也是开发新能源和开展节能工作的紧迫任务,因而研究和开发强化传热技术对于发展国民经济的意义是十分重要的。

2换热器中强化传热的途径及分类2.1途径:增加平均传热温差;扩大换热面积;提高传热系数。

2.2分类从被强化的传热过程来分,可分为导热过程的强化、单相对流换热过程的强化、沸腾传热过程的强化、凝结传热过程的强化和辐射传热过程的强化。

从提高传热系数的各种强化传热技术来分,可分为有功技术和无功技术两类。

有功强化传热技术包括:机械强化法、振动强化法、静电场法和抽压法等。

无功强化传热技术包括:表面特殊处理法、粗糙表面法、扩展表面法、装置强化元件法和加入扰动流体法等。

3提高传热系数来强化传热的技术3.1单相流管内强制对流换热的有效强化方法使管内流体发生旋转运动。

流体发生旋转可是贴近壁面的流体速度增加,同时还改变了整个流体的流动结构。

在采用各种有效的使流体旋转的措施后,增加了旋转流体的流动路径,加强了边界层流体的扰动以及边界从流体和主流流体的混合,因而使传热过程得以强化。

具体可行的方法有:在管内插入各种可使流体旋转的插入物,诸如纽带、错开纽带、静态混合器、螺旋片以及螺旋线圈等;在管子内壁上开设内螺纹;采用滚压成型的螺旋槽管和在管壁上带螺旋内肋片的内肋管。

3.1.1扭带插入管内的扭带和流体相互作用会引起旋转流体中生成复杂的二次流漩涡现象。

同时还会出现边界层中流动缓慢的流体和流核区流体相互混合的现象。

这些现象无疑将使流动阻力增大。

我们将这一附加阻力增量称为旋转流体的漩涡流动损失。

管内插入扭带以强化传热的方法存在一定的缺点。

当换热器管子中采用插入扭带的方法来强化传热过程中,常须消耗大量钢板。

此外当Re数增大时,采用扭带插入物的强化传热效果将减小。

再者,扭带插入管子后,将管子通道分隔成两部分。

当这种管子用于脏流体时,易造成管子堵塞。

3.1.2螺旋片和螺纹槽管在管内插入螺旋片和采用压制而成的螺纹槽管以强化传热,就可以改进这些缺点。

螺旋片的宽度h和螺纹槽管的螺纹高度比管子内直径小得多,所以制造所需金属量要比纽带少得多。

螺旋片插入物和螺纹槽管的强化传热机理,是同时应用了使流体旋转和使流体周期性地在螺旋凸出物区域受到扰动的原理来强化传热,所以能保持较高的传热强度。

对插有纽带管子的紊流强度分布进行的测定表明,管中近壁区的紊流强度较弱。

因而,要强化传热主要应使这一区域中的流体发生旋转,以增加其紊流强度而不需使全部流体旋转。

纽带的作用是使全部流体旋转,因而阻力较大。

流体在插有螺旋片的管子和螺纹槽管中流动时,流体的旋转主要发生在强化传热所需要扰动的近壁区域。

因而与插有纽带的管子相比,在高雷诺数时,这两种管子能在低阻力损失情况下,保持和插有纽带管相近的传热效果。

3.1.3螺旋线圈或静态混合器在管内插入螺旋线圈或插入静态混合器也可有效地增强传热效果。

螺旋线圈由直径为3mm以下的铜丝或钢丝按一定节距绕成。

将金属螺旋线圈插入并固定在管内,即可构成一种强化传热管。

静态混合器是由一系列串联布置的左、右扭转180度的短扭转元件组成。

每一原件的前缘与前一元件的后缘互成90度接触。

每一元件扭转180度,其长度和管子内直径的比为1.5。

前一元件为右旋,后一元件为左旋。

各元件互相焊成一体插入管内构成一种强化传热管。

在插有螺旋线圈的管子中,在近壁区域,流体一面由于螺旋线圈的作用而发生旋转,一面还周期性地受到线圈的螺旋金属丝的扰动,因而可以是传热强化。

由于绕制线圈的金属丝直径较细,流体旋转强度也较弱,所以这种管子的流动阻力相对较小。

螺旋线圈自身所起的肋片传热效应不大,可略而不计。

关于静态混合器强化传热的机理,现在一般认为是这样的,流体流入第一个元件时被分为两股,各自在相应的半圆形流道内作旋转运动。

当流体流到下一个元件时,这两股流体再次被分隔。

由于下一个元件的旋转方向相反,因而使流体质点沿流程交替地由管子中心流向管壁以及按相反的方向流动。

在这种流动过程中,流体经过反复不断的分割和正反方向的旋转使流体得到均匀的径向混合。

这种流动过程中,流体经过反复不断的分割和正反方向的旋转使流体得到了均匀的径向混合。

这种流体方式有效地加强了主流和近壁区域的径向混合,减小了流体在径向的温度差和速度差,从而强化了传热。

3.1.4内肋管采用内肋管也可增强换热量。

应用内肋可起到两个作用,一是提高管内工质到管壁的换热系数;另一是降低管壁温度。

直的内肋管不扰动管内的流动,螺旋内肋管中的流动工况和螺纹槽管的相似。

管内存在肋片后,由于湿周增大,所以通道截面的当量直径减小。

由于当量直径的减小和内壁换热面积的增大,使直内肋管的换热系数高于光管的。

因而在相同的换热量时,与光管相比可保持较低的管壁温度。

螺旋内肋管也同样具有这样的作用。

3.2单相流体在管束中的强制对流换热的强化在各种换热器中,管子的排列方式一般有两种:顺列和叉列。

流体流过管束的基本方式也有两种,当流体流动方向和管束轴线平行时,这种流动方式称为纵向冲刷;当流动方向和管束轴线垂直时,则称为横向冲刷。

横向冲刷的流动工况和传热工况比较复杂,收到管束排列方式、管子间距大小和沿流动方向上管子排数的影响。

当流体横向冲刷顺列管束时,从第二排起,每排管子正对来流的一面位于前排管子的漩涡尾流内,受到流体的冲刷情况较差。

而管子与管子之间(垂直流动方向上)的流体却受到管壁的干扰较小,流动方向较稳定。

当流体流过叉列管束时,各排管子受到的冲刷情况大致相同。

各处流体混合情况较顺列时有所改善,因而平均换热系数一般比顺列的高。

3.2.1人工粗糙度单相流体管束传热的较实用强化方法为采用扩展换热面及在管子外壁上增加人工粗糙度。

采用合适的扩展表面后,可以提高换热器的换热量,降低换热器的壁面温度,使换热器价格下降,因而在换热器中扩展换热面得到广泛应用。

暖气设备上的散热片、发电机气体冷却器中的肋片管、汽车上的散热器、大型锅炉中的肋片管以及其它工业换热器中应用的各式肋片管均属此列。

在管子外壁覆盖方格铁丝网或绕上金属丝等,都可增加管束的换热量。

3.2.2横纹槽管应用横纹槽管可以强化纵向冲刷管束,且有以下优点:1、横纹槽管不像外肋管那样会增加管子的周向尺寸,从而使管子难以布置紧凑,横纹槽管可用于紧凑式换热器;2、横纹槽管在管内形成周向突出物,可同时加强管内换热;3、制造及装配工艺简单。

3.2.3周向肋片管横向冲刷周向肋片管管束的传热效果与光管管束的相比是显著的。

对于顺列管束而言,有相当一部分肋片换热面处于低速漩涡区。

因而顺列周向列片管束的平均换热系数较低。

在漩涡区和死滞区外面,尤其在肋尖处流速较高。

因而在顺列管束中,在低速漩涡区和死滞区流体迅速受热,温度较高,而在流速较高处,则流体温度较低。

这两种流体混合不良。

在叉列周向肋片管中,流体混合情况就好得多,因而传热效果也好。

3.2.4鳞片管和膜式管束应用鳍片管束可以减小部件尺寸,减小价格较高的承压管子金属消耗量。

管内的水阻力和管外的烟气流动阻力也相应降低。

鳍片管的排列,可以是顺列,也可以是叉列的。

前者用于烟气温度较高的污染流体中。

顺列管束不易结渣,单传热效果不如叉列管束,所以用得较少。

鳍片管结构简单,宜于在含灰的锅炉烟气中使用。

鳞片管的主要缺点为背向来流的鳍片传热效果不好,而且在锅炉中应用时,管束的支撑需要专用的耐高温的支撑设备。

因而随后又发展了膜式管束结构。

在膜式管束中,各种纵向外肋片将管束中每列管子整个焊成一片。

扰动型膜式管束用皱纹膜片和管子相焊,以便增强流体扰动,改进传热。

带假管的膜式管束试图进一步减小承压管子的材料消耗量。

透镜型膜式管束试图进一步减少烟气流动阻力。

在实际工程应用中,平膜式管束因其结构简单,运行可靠而应用最广。

3.3单相流体对流换热的其它强化方法用有功强化传热技术来强化单相流体作自然对流以及强制对流时的传热。

此类方法都需要应用外部能量来达到强化传热的目的,其中包括有:机械搅拌法、换热面旋转法、振动强化法、电场法、加入添加剂法以及抽压法等。

混合容器中单相流体的换热主要是自然对流换热、换热系数低,温度分布很不均匀。

因而,如何强化容器中的换热是一个重要的工业生产问题。

较大的工业容器一般应用机械搅拌法进行强化传热。

如容器中的工质为低粘度液体,一般采用高速小尺寸机械搅拌器,此时,搅拌过程将在高雷诺数的紊流状态下进行。

如容器中的工质为高粘度液体,应用小尺寸的搅拌器一般效果不大。

于是,通常应用低速锚式和螺旋式搅拌器。

这些搅拌器的直径比容器直径略小,在搅拌器和容器壁之间存在一小间隙。

螺旋式搅拌器与锚式搅拌器相比,具有使顶部和底部流体加强混合的优点,但制造价格较贵。

采用者两种搅拌器时,在容器壁上都不需装肋片。

此外,在采用螺旋式搅拌器时,常难以应用螺旋管换热设备,一般常应用容器夹层换热设备。

利用振动强化单相流体对流换热的方法可分为两种:一种是使换热面振动以强化传热;另一种是使流体脉动或振动以强化传热。

研究表明,不管是换热面振动还是流体振动,对单相流体的自然对流和强制对流换热都是有强化作用的。

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