换热器强化传热节能技术

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浅析石油化工中强化传热技术的应用及发展

２０１３年第１期（总第８８期）　ｉｊＩ与　钍　ＥＮＥＲＧＹ　ＡＮＤ　ＥＮＥＲＧＹ　Ｃ０ＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ　

能源讲究　

浅析石油化工中强化传热技术的应用及发展　

郑　琪，李　俊　（广西工业职业技术学院，广西南宁５３０００１）　摘要：　强化传热技术在中国石油化工中应用具有重要的实践和研究意义。叙述了强化传热技术在石油化工中的应用　和发展前景。　关键词：石油化工；强化传热技术；应用；发展　中图分类号：ＴＱ０２　文献标识码：　Ａ　文章编号：　２０９５—０８０２一（２０１３）０１—００４４—０１　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ＺＨＥＮＧ　Ｑｉ．ＬＩ—Ｊｕｎ　（Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ　５３０００１，Ｇｕａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｓ　ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｉｓ　ｏｆ　ｇｒｅａｔ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ；ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　

１　中国石油化工发展概述　石油化工工业在中国起步较晚，但是经过几十年　的发展，其规模已逐渐扩大，自动化水平也有较高发　展，生产技术和装备方面已接近世界先进水平，现已　是中国的支柱产业之一，也是保证国民经济稳定持续　发展重要要素之一。石油化工产业涉及农业、建筑　业、机械行业等，产品有化肥、Ｈ　ＳＯ　、染料、合成　纤维、汽油等，石油化工产业的发展，带动了相关产　业的发展，促进国民经济的发展和科学技术的进步。　但是，由于在研发新产品和技术创新方面有所欠缺，　石油化工产品结构不合理，发生供过于求或资源浪费　现象，针对目前石油化工产业发展情况，需要掌握更　多先进生产技术，优化生产设备的配置，提高产品的　产出率和资源的循环利用。　２强化传热技术的原理和应用的势在必行　强化传热技术是采用强化传热元件，对换热器的　结构进行改进，从而提高传热效率同时提高余热利用　率，以期达到最优生产目的先进技术ｆｌ１。换热器是保　

山东省能源管理学习师考试复习题集节能技术简答题1

1 / 171 链条炉排工业锅炉可以采用的节能改造技术：1、给煤装置改造、2、炉拱改造、3、燃烧系统改造、4、层燃锅炉改造成循环流化床锅炉、5、控制系统改造、6、采用节能新设备

链条炉分层燃烧特点：减少锅炉漏煤量、煤层厚度平整均匀、提高燃烧效率

工业窑炉节能技改内容：〔1〕热源改造〔2〕燃烧系统改造〔3〕窑炉结构改造〔4〕窑炉保温改造〔5〕控制系统节能改造〔6〕烟气余热回收利用改造。

富氧燃烧熔窑熔制技术优越性：一是可以提高熔化质量，特别是在熔窑化料区有明显效果。二是减轻熔窑烧损。三是节能降耗

简述保温层的结构施工工艺的类型：〔1〕涂抹法〔2〕绑扎法〔3〕装配式〔4〕填充法〔5〕粘贴法〔6〕喷涂结构〔7〕金属反射式

保温材料主要有哪些分类方法：一是根据成分不同分为有机材料、无机材料。二是根据使用温度分为高温用、中温用、低温用。三是根据施工方法不同分为湿抹式、填充式、绑扎式、包裹及缠绕式山东省能源管理学习师考试复习题集节能技术简答题1

2 / 172 水冷蓄冷的模式：〔1〕自然分层水蓄冷〔2〕迷宫式水蓄冷〔3〕多槽/空槽式水蓄冷〔4〕隔膜式水蓄冷。

简述蒸汽蓄热器的使用范围：〔1〕用汽负荷波动较大的供热系统；〔2〕瞬时耗气量极大的供热系统；〔3〕汽源间断供汽的或流量波动的供热系统；〔4〕需要蓄存蒸汽供随时需要的场合

富氧燃烧的特点：富氧燃烧可以提高燃烧温度；降低燃料的着火温度，促进完全燃烧；降低空气系数，减少排烟量。

什么是燃烧节能技术？你在工作中了解到有哪些燃烧节能技术？燃烧节能技术是指为提高燃烧效率改善燃烧效果所采用的一些较新的技术，比方脉冲燃烧、低氧燃烧、分层燃烧、富氧燃烧等都属于燃烧节能技术。

提高对流传热系数的主要途径：一是提高流体速度场和温度场的均匀性，二是改变速度矢量和换热矢量的夹角，使二者方向尽量一致。

换热器强化传热的内容和目的：内容是采用强化传热元件和改变壳程的支撑结构，用以提高换热效率，山东省能源管理学习师考试复习题集节能技术简答题1

化工原理实验：传热实验

第 1 页共 3 页化工原理实验：传热实验

化工传热综合实验一、实验装置的根本功能和特点本实验装置是以空气和水蒸汽为介质，对流换热的简单套管换热器和强化内管的套管换热器。通过对本换热器的实验研究，可以掌握对流传热系数 α i 的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析^p 方法，确定关联式 Nu=ARemPr0.4 中常数A 、 m 的值。通过对管程内部插有螺旋线圈的空气-水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式 Nu=BRem 中常数B 、 m 的值和强化比

Nu/Nu0 ，理解强化传热的根本理论和根本方式。

实验装置的主要特点如下：

1.实验操作方便,平安可靠。

2.数据稳定,强化效果明显，用图解法求得的回归式与经历公式很接近。

3.水,电的耗用小,实验费用低。

4.传热管路采用管道法兰联接,不但密封性能好,•而且拆装也很方便。

5.箱式构造，外观整洁，挪动方便。第 2 页共 3 页二、强化套管换热器实验简介强化传热又被学术界称为第二代传热技术，它能减小初设计的传热面积，以减小换热器的体积和重量；进步现有换热器的换热才能；使换热器能在较低温差下工作；并且可以减少换热器的阻力以减少换热器的动力消耗，更有效地利用能和资金。强化传热的方法有多种，本实验装置是采用在换热器内管插入螺旋线圈的方法来强化传热的。

螺旋线圈的构造图如图 1 所示，螺旋线圈由直径 3mm 以下的铜丝和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。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，因此可以使传热强化。由于绕制线圈的金属丝直径很细，流体旋流强度也较弱，所以阻力较小，有利于节省能。螺旋线圈是以线圈节距 H 与管内径 d 的比值技术参数，且长径比是影响传热效果和阻力系数的重要因素。科学家通过实验研究总结了形式为mB Nu Re 的经历公式，其中 B

强化高效传热技术的推广应用

综述　石油化工设备技术，２Ｏ１Ｏ，３１（５）・５８・　Ｐｅｔｒｏ—Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

强化高效传热技术的推广应用　

高莉春　，高莉萍　（１．中交一公局第三Ｘ－程有限公司，北京１０１１０２；２．ｅｅ国石化＿Ｔ－程建设公司，北京１００１０１）　摘　要：顺应装置大型化的趋势，响应国家节能减排的号召，在传统装置上应用能够强化传热的新型传　热技术已迫在眉睫。文章主要阐述已经在炼油装置上应用的强化传热技术及其所解决的技术问题。　关键词：强化高效传热技术；推广应用；节能　石油是十分复杂的烃类及非烃类化合物的混　合物，组分沸点从常温到５００℃不等。石油炼制　过程中所涉及到的装置有：常减压蒸馏、催化裂　化、焦化汽柴油加氢精制、催化柴油加氢精制、润　滑油加氢精制、石蜡加氢精制、酮苯脱油脱蜡、加　氢裂化、制氢、催化重整、延迟焦化、气体分馏、脱　硫、硫磺回收、烷基化、芳烃分离、歧化异构化、二　甲苯异构化、二甲苯分离、溶剂脱沥青等。原料油　在这些装置中经过不断的加热、冷却、蒸发和冷　凝，最终成为各种需要的产品。传热存在于这些　过程工艺的每一个环节，以一套常减压蒸馏装置　为例，有换热设备近百台，换热设备的性能对产品　质量、装置的能耗起着重要的作用。而且其金属　消耗、动力消耗和一次性投资，在整个工程投资中　占有重要份额。　随着炼油、化工行业的发展以及对装置增效　节能要求的提高，各企业新上装置及改造装置的　规模逐渐增大。随着装置规模的增大以及新的过　程工艺、新技术的推广应用，迫切需要与之配套的　新型、高效设备。就传热设备来说，炼油装置采用　新技术的步子也越迈越大，在不断引进国际先进　产品的同时，也采用了很多国内研发的新技术。　１实用强化传热技术　作为工艺装置中的重要操作设备，换热器的　种类很多，按其结构形式分类可分为：管壳式换热　器、套管式换热器、螺旋板换热器、伞板换热器、板　式换热器、板翅式换热器、蛇管式换热器、夹套式　换热器、淋洒式换热器和空气冷却器等。目前对　强化传热技术的研究越来越深入，强化传热元件　种类很多，研究报告数量极大。　所谓强化传热，就是指提高换热器的传热速　率Ｑ。传热基本方程式为：　Ｑ—Ｋ×Ｓ×Ａｔ　从传热基本方程式中可以看出，增大传热系　数Ｋ、传热面积ｓ或平均温度差△￡　，均可提高传　热速率。因此学术研究、工业设计和生产实践中　大都从这三方面采取强化措施。　１．１管壳式换热器　由于结构简单，承压、承温能力强，操作弹性　大，且制造材料范围较广泛，在炼油装置中应用的　各种结构换热器中，适应性最大、应用最广泛的是　管壳式换热器。虽然随着研究的深入，许多紧凑　式结构得到迅速的发展，但在很多工况中，尤其高　温、高压工况，管壳式换热器是无可替代的。所以　针对强化管壳式换热器传热效率的研究工作一直　是传热研究的重点。　针对壳程的研究工作包括折流板和传热管两　方面的内容。为降低压降、减少振动，在普通单弓　形折流板的基础上，开发并成功应用于装置上的　有双弓形、三弓形、盘一环形、螺旋形折流板等以及　完全实现纵向流的折流杆。为强化传热，目前已　经成功应用于生产装置上的有螺纹管、横纹槽管、　螺旋槽管、纵槽管、Ｔ型翅片管、表面多孔管、锯齿　形翅片管。为了满足降低压降和提高传热系数的　要求，还可以进行组合折流板与强化传热管，如：　折流杆与螺纹管、螺旋折流板和螺纹管的组合强　收稿日期：２０１０－０５－２１。　作者简介：高莉春（１９７３一），女，北京人，１９９４年毕业于西安　公路学院工程机械专业，获学士学位，２００７年毕业北京航空　航天大学软件工程专业，获硕士学位，现在中交一公局第三　工程有限公司工作，高级工程师，已发表论文３篇。　Ｅｍａｉｌ：ｇｌｃｍ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｒｎ；ｇａｏｌｉｐｉｎｇ＠ｓｅｉ．ｃｏｒｎ

强化传热传质的现状与展望

摘要：强化传热传质、增强或强化的科学与工艺已成为传热科学与工程许多方面的重要组成部分。强化传热传质方面的文献综述参考了上千篇文献，其数量仍在上升。这就带来了一个适当设计及应用信息传播的挑战。为了给出这一重要科技现状的总览，本文陈述及评论了强化技术各分支近几年具有代表性的发展。本文献从被动强化技术、主动强化技术及复合强化技术几方面阐述。

关键词：调研，单相流，流动沸腾，冷凝，结垢

强化传热管换热器设计应用注意的问题

Ⅸ柴油机・Ｄｉｅｓｅｌ　Ｅｎｇｉｎｅ））２００２年第４期　

莹　鼻鳓件　ｊ　

强化传热管换热器设计应注意的问题　

陈松　

（七一一研究所，上海２０００１１）　

关键词：热交换器；强化传热：制造工艺　

摘要：强化传热元件的应用可以大大提高传热效率、节约能源、节省材料、降低成本。本文就强化传热管换热　

器的设计、加工方面问题进行了探讨和分析，并根据实际经验提出了相应的解决措施和办法。　

中图分类号：ＴＫ４２４．２１２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—４３５７（２００２）０４—００３５一ｏ３　

Ｗｈａｔ　ｔｏ　Ｂｅ　０ｂｓｅｒｖｅｄ　ｉｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｈｅａｔ　Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ　

ｗｉｔｈ　Ｉ　ｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄ　Ｈｅａｔ－Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｔｕｂｅｓ　

ＣＨＥＮ　Ｓｏｎｇ　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｅａｔ　ｅｘｃｈａｎｇｅｒ；Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ；Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄ　ｈｅａｔ－ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ　ｃａｎ　ｌａｒｇｅｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｈｅａｔ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｓａｖｅ　ｅｎｅｒｇｙ　

ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｅｃｏｎｏｍｉｚｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　ｃｕｔ　ｄｏｗｎ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｃｏｓｔ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａｌｌ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｉｓ　ｍａｄｅ　ｔｏ　ｓｕｃｈ　ａｓｐｅｃｔｓ　ａｓ　

ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆｔｈｅ　ｈｅａｔ　ｅｘｃｈａｎｇｅｒ　ｕｓｉｎｇ　ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄ　ｈｅａｔ－ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｔｕｂｅｓ　ａｓ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ　ａｎｄ．ａｓ　ａ　ｍａｔｔｅｒ　ｏｆ　

ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａＳｕｒｅｓａｎｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．　

换热器简介

、换热器的类型

二、列管换热器基本型式

三、新型换热器

四、各种间壁式换热器的

比较和传热的强化途径

1、管式换热器

1）沉浸式换热器

这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状（多盘成蛇形，常称蛇管），并沉浸在容器内的液体中。蛇管内、外的两种流体进行热量交换。几种常见的蛇管形式如图所示。

优点：结构简单、价格低廉，能承受高压，可用耐腐蚀材料制造

缺点：容器内液体湍动程度低，管外对流传热系数小。

2）喷淋式换热器

喷淋式换热器也为蛇管式换热器，多用作冷却器。这种换热器是将蛇管成行地固定在钢架上，热流体在管内流动，自最下管进入，由最上管流出。冷水由最上面的淋水管流下，均匀地分布在蛇管上，并沿其两侧逐排流经下面的管子表面，最后流入水槽而排出，冷水在各排管表面上流过时，与管内流体进行热交换。这种换热器的管外形成一层湍动程度较高的液膜，因而管外对流传热系数较大。另外，喷淋式换热器常放置在室外空气流通处，冷却水在空气中汽化时也带走一部分热量，提高了冷却效果。因此，和沉浸式相比，喷淋式换热器的传热效果要好得多。同时它还便于检修和清洗等优点。其缺点是喷淋不易均匀。

3）套管式换热器

套管式换热器是由大小不同的直管制成的同心套管，并由U型弯头连接而成。每一段套管称为一程，每程有效长度约为4~6m，若管子过长，管中间会向下弯曲。

在套管式换热器中，一种流体走管内，另一种流体走环隙

适当选择两管的管径，两流体均可得到较高的流速，且两流体可以为逆流，对传热有利。另外，套管式换热器构造较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便

缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消耗的金属量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积不多而要求压强较高的场合。

4）列管式换热器

优点：单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑、紧固传热效果好。能用多种材料制造，故适用性较强，操作弹性较大，尤其在高温、高压和大型装置中多采用列管式换热器。

新型高效换热器的技术进展及其应用探析

摘要：换热器是化工、石油和制药等多种行业必备设备，同时也是这些行业中运用最广的单元设备，所以其对化工、石油和制药等行业在现代社会中的发展起着尤为重要的作用。而为了保证新型高效换热器更好的为各个行业服务，本文针对信心高效换热器的技术进展及其在现实生活中的应用进行探索和讨论，并简述的国内外所开发的各种高效换热器的研究进展，为国内的对新型高效换热器的应用而提供思路和可行路径。

关键词：新型高效；换热器；

换热器有被人们称之为热交换器，其是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，其在化工、石油和制药等行业中占据着重要的地位，甚至是无法离开换热器而存在。因为换热器的应用极为广泛，并且有自己的特点，比如说：在化工生产过程中，换热器的存在可以作为加热器、冷凝器、蒸发器等存在。所以说换热器对各个行业在现代生活中的发展极为重要。因此企业需要尤为重视换热器对时代发展的作用及意义，并深入分析其对现代科技设计的发展所做出的贡献，如：强化热传递的发展、改变手工计算设计的方法等。

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，同时也是提高能源利用率的主要设备之一，并且根据研究统计，换热器在石油和化工领域所占市场份额最大，其所占总投资的40%左右。但是国内的换热器都还存在一定的问题，如：国内换热器绝大多数都采用了传统结构的形式，进而导致换热器存在效率低和流体阻力大等缺陷，进而限制了换热器在国内的发展。但是对于国内各个化工、石油等行业的发展，以及生产装置容量的逐渐扩大，原有的换热器已经不再适用于企业的生产需求。而为了有效推进各个行业的发展，而有效降低企业的能耗，并为企业提供最大的经济效益，新型高效换热器的技术研究已经迫在眉睫。

一、国内外换热器的分类

由于介质、工况、温度、压力的不同，进而导致换热器的出现了很多的种类，比如说：根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式等多种形式，如：夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器和喷淋式换热器等。而为了帮助各个行业对换热器技术的掌握和应用，本文从中选择了几个较为典型的分类进行介绍，如：板式换热器、Packinox换热器，其具体介绍如下：

波纹管换热器技术性能强化分析及其在电力供热领域的应用

第２４卷第３期　２００８年６月　有　色　矿　冶　ＮｏＮ—ＦＥＲＲｏＵＳ　ＭＩＮＩＮＧ　ＡＮＤ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ　Ｖｏ１．２４．Ｎｏ３　Ｊｕｎｅ　２００８　

文章编号：１００７—９６７Ｘ（２００８）０３—００４０—０４　

吴守杰　

［中国有色（沈阳）冶金机械有限公司，辽宁沈阳１ｌＯ１４１］　

摘要：本文阐述了波纹管换热器强化传热机理理论，论述了与传统壳管式换热器各项技术性能　和综合经济指标的比较，分析了热交换设备的必然发展趋势和不断技术创新的必要性。　

关键词：湍流；边界层；强化传热；波纹换热管；传热系数　

中图分类号：ＴＦ０６６　文献标识码：Ｂ　

１—】一——一　ｌ　刖　吾　

波纹管换热器是应用强化传热原理和优化换热　

管综合性能而推出的新型高效传热热交换设备。是　

一种高新技术的强化传热节能型新产品。本高新技　

术的推出形成了一整套强化传热机理理论，有传统　

壳管式换热器不可比拟的性能优势，同时促进并实　

现了换热设备的更新，它是以薄壁不锈钢等金属材　

料的波纹换热管束代替直管换热管束，修正内部结　

构，依据压力容器等相关国家专业标准设计研制而　

成，本产品已经在电力供热领域，石化工业等行业得　

到了成熟的应用和推广。　

２技术分析　

由传热基本方程：Ｑ：Ｋ・Ａ・Ａｔ　（１）　

可知：增大传热温差Ａｔ、增加传热面积Ａ、提高　

传热系数Ｋ是换热器强化传热的三种途径。　

传热温差主要决定于冷、热两种介质的温度条　

件，若系统情况允许应尽量选择逆流，但一般已经为　

生产操作条件所确定；本产品换热管代替原等直径　

光管．在保证管束排列的基础上不仅增加了传热面　

积．更主要的是激发流体湍流的流动效果；提高传热　

系数是本产品强化传热的重点，它对传热效率和综　

合经济效益起着关健性作用。　

２．１　介质流动状态的强化　

壳管式换热器的换热管均为平滑壁面的直管，　

由于管内流体与壁面的粘接（粘性）作用，在流体与　

壁面的接触处形成具有层（滞）流状态的边界层。当　

流体进入直管初始时流速均匀，虽着介质的流动边　

传热学及其应用

引言：热量在温度差作用下从一个物体传递至另外一个物体，或者在同一物体的各个部分之间进行传递的过程称为传热。

将传热进行分类的一个基本原则是按照热量传递的不同机理，即热量以何种方式或何种运动形式进行传递。经过大量归纳总结，人们发现按传热的不同机理，可将传热划分成三种基本方式：热传导、热对流和热辐射。

当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒（分子、原子或自由电子）的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。

流体中，温度不同的各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递过程叫热对流。流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动称为自然对流；而由于机械（泵或风机等）的作用或其它压差而引起的相对运动称为强迫对流（或受迫对流）。

物体通过电磁波传递能量的过程称为辐射。物体会因各种原因发出辐射能。由于热的原因，物体的内能转化成电磁波的能量而进行的辐射过程称为热辐射。

一、传热学的应用

实际传热过程一般都不是单一的传热方式，如火焰对炉壁的传热，就是辐射、对流和传导的综合，而不同的传热方式则遵循不同的传热规律。为了分析方便，人们在传热研究中把三种传热方式分解开来，然后再加以综合。热科学的工程领域包括热力学和传热学.传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析，因后裔只讨论在平衡状态下的系统.这些附加的定律是以三种基本的传热方式为基础的，即导热、对流和辐射。传热学是研究不同温度的物体，或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。传热不仅是常见的自然现象，而且广泛存在于工程技术领域。例如，提高锅炉的蒸汽产量，防止燃气轮机燃烧室过热、减小内燃机气缸和曲轴的热应力、确定换热器的传热面积和控制热加工时零件的变形等，都是典型的传热问题。

在化学和石油化学工业领域内，使用着大量各式各样的传热和传质设备。从一定意义上说，该领域是换热设备门类最齐全、形式最多的一个行业。许多化工工艺流程中都包含各种加热器和冷却塔，还有一些化学反应本身就是生热或吸热过程。在稠油的“热采”，原油的炼制和油品的远距离输送以及化纤、化肥的生产工艺中，传热都是非常关键的因素。因为油自身物理性质的关系，它的对流换热表面传热系数往往比较低，所以强化油侧的对流换热具有非常大的经济效益。化工传热过程往往具有如下一些基本特点：（1）参与换热的介质成分多而复杂，一般都在三四种以上；（2）常常与传质过程结合在一起；（3）经常涉及多相流（汽液、气固、液固，甚至汽液固三相）和非牛顿流体。热力采油技术主要用于稠油油藏的开发。热力采油的主要方法是向油层注入高温蒸汽，此外还有热水驱、火烧油层等。注蒸汽开采稠油有两种方法。第一种方法是蒸汽吞吐。第二种是蒸汽驱。

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