论述改变换热表面情况强化传热方法
强化传热技术
强化传热技术研究进展1概述由于生产和科学技术发展的需要，强化传热技术从上世纪80年代以来获得了广泛的重视和发展。
首先，随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。
世界各国在寻找新能源的同时，也更加注重了节能新途径的研发。
设计和制造各类高性能换热设备是经济地开发和利用能源的最重要手段，这对于动力、冶金、石油、化工、制冷及食品等工业部门有着极为重要的意义。
其次，随着航空、航天及核聚变等高顶尖技术的发展，各种设备的运行时的温度也不断升高为了保证各设备有足够长的工作寿命及在高温下安全运行，必须可靠经济的解决高温设备的冷却问题。
最后，随着计算机的迅速发展，密集布置的大功率电子元件在电子设备中的释能密度日益增加。
电子元件的有效冷却，是电子设备性能和工作寿命的必要保证。
正是基于以上原因促使人们对强化换热进行了极为广泛的研究和探讨，力图从理论上解释各种强化传热技术的机理，从大量的实验资料中总结其规律性，以便在工业上加以推广应用，并发现新的更为经济实用的强化传热技术，因此近40年来在世界各国强化传热技术如雨后春笋般不断涌现出来。
20世纪80年代以来，我国经济发展迅速而能源生产的发展相对要滞后得多。
面对改革开放带来的经济高速发展态势，能源供应难以满足迅速增长的需求，节能成为关系到能否可持续发展的重大问题，近年来我国也在节能领域取得了显著的成绩。
1980年到2000年中国经济年平均增长9.7% 而能源消耗的年增长仅为4.6% 节能降耗年平均达5%。
“九五”期间我国每万元国内生产总值GDP能耗1990年价由1995年的3.97吨标准煤下降到2000年的2.77 吨标准煤累计节约和少用能源达4.1亿吨标准煤；主要耗能产品单位能耗均有不同程度下降。
按“九五”期间直接节能量计算节约的能源价值约660亿元；节约和少用能源相当于减排二氧化硫820万吨二氧化碳计1.8亿吨。
当前中国在能源利用效率、能耗等方面与世界先进国家相比还存在较大差距，能源节约还有很大的潜力。
热交换设备传热强化技术的新进展
维普资讯
几种 ：对无 相变 的流体 ，可采 用提 高流体流速并减小污垢热
协 同原理 可以发展系列 的传热 强化 与控制 的新 方法 和新 技
术。
序号
．
现有传热强化理论
传热强化的场协同原理
分类研究 ， 分别研究不同对流 基于热 流场和 速度场 的协 同 ， 换热形式 的换热 规律 。 研究对流换热 的统一规律。
其定义为 ： Ｆ 数值的大小 ，反映了某个对流传热过程整体上的协 同 ｃ
程度 。 反映某个对流换热过程 中局部 区域 的场 协同程度 ，可用
定 能量的条件下尽 可能多地传递为某 种过程所 需 的热量 。 自２ ０世纪 ７ ０年代以来 强化传 热成 为国内外传热学界研究 的
该 区域的速度与温度梯度 的局部夹角 Ｂ来 判别 。其协同性 体
阻， 增大 流体对传 热表面 的冲刷 ， 采用粗糙表 面 （ 主要 用于湍 流情况 ） 或产生涡流或造成 湍流 （ 主要用于层流情况 ） 来破坏 流体流动边界层 ， 减薄层流底层 的办法 。对有相变 的流 体 ， 对 于冷凝传热多从减薄传热面上的冷凝膜厚度考虑 ，对于沸腾
（ 无源强化 ） 及主动与被动两种方式的混合强化 。 １ 传热强化的场协 同原理 ． ２ 对换 热物理现 象 的认 识往 往要 经历 长时 间 的探 索与研
究， 随着强化传热技术研究 的发展 ， 在传热理论方 面出现 了新 的概念 和思路 ， 中场协 同原理的创建 是重要方面之一 。 其 （） １ 场协同原理 。１９ ９８年我 国学者过增元院士等对边界 层型的流动进行 能量方程的分析 ，从流场 和温度场相互配合 的角度重新审视 对流换热机制 ，在此基础 上提出了换热强化
§10-2 传热的增强和削弱
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§ 10-2
传热的增强和削弱
强化传热的目的： ①缩小设备尺寸；
②提高热效率；
③保证设备安全。
削弱传热的目的：
减少热量损失
Heat Transfer
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§ 10-2
传热的增强和削弱
在忽略换热器金属壁的导热热阻和不计入污垢热阻的情况下：
强化传热的效果。添加剂可以是固体或液体，
它与换热的主流体组成气-固、液-固、汽-液
以及液-液混合流动系统。
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（4）改变表面状况 a、增加粗糙度
b、改变表面结构
c、表面涂层
Heat Transfer
能强化换热。它特别适用于强化局部点的传热。
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（3）使用添加剂改变流体物性 流体热物性中的导热系数和容积比热对 换热系数的影响较大。在流体内加入一些添
加剂可以改变流体的某些热物理性能，达到
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本章小结
一、增强传热的方法 二、隔热保温技术
作业：复习、预习
Heat Transfer
感谢所有资料原始持有人的辛勤劳动！
第7章-传热过程的分析和计算 传热学 中国石油大学 华东
时间后切换为冷流体，蓄热材料放出热量加热冷
流体。一般用于气体，如锅炉中间转式空气预热 器，全热回收式空气调节器等。
二、间壁式换热器的主要形式
（1）按结构来分
1、套管式
适用于传热量不大或流体流量不大的情形。
二、间壁式换热器的主要形式
（1）按结构来分
1、套管式
2、管壳式
管程、壳程、折流挡板
二、间壁式换热器的主要形式
气体与固体壁面进行强迫对流传热时，并且温差 不大，此时可忽略辐射，并认为 h=hc 。若气体和 壁面进行自然对流传热，或传热温差较大时，则 必须考虑辐射传热。
§7-2 传热过程的分析和计算
传热过程：热量由壁面一侧的流体通过壁面传
到另一侧流体中去的过程称传热过程。
• 传热过程分析求解的基本关系为传热方程式
R
Rt
R
Rh r2
roc
ro
根据
d 0 ，可解得 dro
roc
h
当ro>roc，Φ↓; 当r2<ro<roc，Φ↑
电线：加绝缘层，不仅能绝缘，且能提高散热 量，这是我们希望的，因电流流过电线后发热， 若热量不及时排出，电阻变大，阻碍电流。 一般的动力管道：外径均大于临界绝缘半径， 起到降低散热的效果。
混合式 换热器：冷热流体直接接触，彼此混合进
行换热，在热交换同时存在质交换，如空调工程
中喷淋冷却塔、蒸汽喷射泵、电厂冷水塔等；
回热式 换热器：换热器由蓄热材料构成，并分成
两半，冷热流体轮换通过它的一半通道，从而交
替式地吸收和放出热量，即热流体流过换热器时，
蓄热材料吸收并储蓄热量，温度升高，经过一段
传热学10.5 热量传递过程的控制(强化与削弱)
12强化传热的目的：缩小设备尺寸、提高热效率、保证设备安全削弱传热的目的：减少热量损失根据不同的需求，对于实际传热的传热过程，有时需要强化，有时则需要削弱。
显然，根据不同的传热方式，强化和削弱传热的手段应该不同，本节主要针对对流换热过程的强化和削弱1 强化传热的原则和手段(1) 强化换热的原则：哪个环节的热阻大，就对哪个环节采取强化措施。
举例：以圆管内充分发展湍流换热为例，其实验关联式为：4.08.0Pr Re 023.0f f Nu =2.04.08.08.06.04.0023.0d uc h pηρλ=3(2) 强化手段: a 无源技术(被动技术)b 有源技术(主动式技术)a 无源技术(被动技术)：除了输送传热介质的功率消耗外，无需附加动力其主要手段有：①涂层表面；②粗糙表面；③扩展表面；④扰流元件；⑤涡流发生器；⑥螺旋管；⑦添加物； ⑧射流冲击换热b 有源技术(主动式技术)：需要外加的动力其主要手段有：①对换热介质做机械搅拌；②使换热表面振动；③使换热瘤体振动；④将电磁场作用于流体以促使换热表面附近流体的混合；⑤将异种或同种流体喷入换热介质或将流体从换热表面抽吸走。
45对换热器而言，随着强化措施的完善，污垢热阻有时会成为传热过程的主要热阻，因此，需要给换热器的设计提供哈里的污垢热阻的数据，这就需要实验测定，可是实验测出来的是总表面传热系数，那么如何将总的传热系数分成各个环节的热阻呢？下面的威尔逊图解法提供了一种有效途径2 确定传热过程分热阻的威尔逊图解法利用数据采集系统可以测定壁面和流体的温度，从而获得平均温差，利用热平衡方程式获得热流量，换热面积可以根据设计情况获得，这样就可以通过传热方程式计算出总表面传热系数。
这是威尔逊图解法的基础。
我们已管壳式换热器为例，说明如何应用威尔逊图解法获得各个分热阻。
6ioi f w o o d dh R R h k 111+++=工业换热器中的管内流体的流动一般都是处于旺盛湍流状态，因此，8.0i i i u c h =总表面传热系数可以表示成：8.01111ud d c R R h k i o i f w o o +++=(保持h o 不变)b (物性不变)m 8.011u m b k o +=mXb Y +=管侧的对流换热系数8.0i i i uc h =ioi d dm c 1=其中：壳侧的对流换热系数fw o R R h b ++=178.011u m b k o +=mX b Y +=f w o R R h b ++=1(保持ho 不变)b (物性不变)m 8.01111ud dc R R h k i o i f w o o +++=ioi d dm c 1=8.0i i i u c h =威尔逊图解法810.5.5 隔热保温技术(1) 需求背景(2) 高于环境温度的热力设备的保温多采用无机的绝热材料(3) 低于环境温度时，有三个档次的绝热材料可供选择， a 一般性的绝热材料；b 抽真空至10Pa的粉末颗粒热 材料；c 多层真空绝热材料。
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。
提高传热系数的创新方法
提高传热系数的创新方法提高传热系数的创新方法提高传热系数是工程技术中的一个重要问题，可以通过以下创新方法逐步解决：第一步：改善传热介质传热介质的选择对传热系数有重要影响。
传统的液体介质如水的传热系数较低，可以尝试使用高传热效果的新型介质，例如液态金属或高导热的油类物质。
这些新型介质具有更高的热导率，能够提高传热效率。
第二步：优化传热表面结构传热表面的结构也会影响传热系数。
通过设计和优化传热表面的形状、纹理和几何特征，可以增加传热表面与传热介质之间的接触面积，从而提高传热系数。
例如，使用微细纳米结构或增加传热表面的表面积，可以大幅提高传热效果。
第三步：应用增强传热技术增强传热技术是一种通过改变传热强化设备的结构和形式来增加传热系数的方法。
例如，在传热设备内部添加流体混合装置、换热管、螺旋翅片等，可以增加传热表面积和传热介质的速度，进而提高传热效率。
此外，使用喷射技术、振动技术等也可以有效增强传热效果。
第四步：利用辅助传热方法辅助传热方法是指在传热过程中通过其他方式增强传热效果的方法。
例如，利用电场、磁场等外部场效应来改变传热介质的流动状态，可以提高传热系数。
此外，还可以使用超声波、激光等技术来增强传热效果。
第五步：利用新材料新材料的应用也可以提高传热系数。
例如，利用纳米材料、多孔材料等具有高热导率和传热效果的材料来制造传热设备，可以增加传热系数。
此外，使用热电材料、热导电材料等也可以改善传热效果。
通过以上创新方法，可以逐步提高传热系数，提高传热设备的传热效率和性能，为工程技术领域的传热问题提供有效解决方案。
换热器强化传热的原则
换热器强化传热的原则
换热器是一种常用的传热设备，它可以将热量从一个流体转移到另一个流体，从而实现热能的节约利用。
换热器强化传热的原则是：
1. 选择合适的换热器。
根据传热介质的性质，选择不同的换热器，以满足不同的工艺要求。
2. 提高换热器的传热系数。
通过改变换热器的结构，提高换热器的传热系数，从而提高换热效率。
3. 改善流体流动状态。
改善流体的流动状态，增加换热器的换热面积，增加换热器的传热效率。
4. 加大流体的流量。
增加换热器的流量，可以提高换热器的传热效率。
5. 优化换热器的布置。
优化换热器的布置，可以有效提高换热器的传热效率。
通过以上几点，可以有效提高换热器的传热效率，实现热能的有效利用。
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论述改变换热表面情况强化传热方法
改变换热表面情况是一种常用的强化传热方法，通过改变传热表面的特性，可以提高传热效率和换热器的性能。
以下是几种常见的改变换热表面情况的方法：
1.增加表面粗糙度：增加表面粗糙度可以增加传热表面与流体之间的摩擦阻力，从而增加传热系数。
这可以通过使用粗糙材料、刻蚀或喷涂等方法实现。
2.改变表面形状：改变传热表面的形状可以增加热交换表面积，并提高传热效率。
常见的方法包括增加翅片数量、改变翅片形状和间距等。
3.增加传热表面面积：增加传热表面积可以增加传热功率。
这可以通过增加传热表面的长度、改变管道或板片的形状等方式实现。
4.改变流体流动状态：改变流体流动状态也可以强化传热过程。
例如，通过增加流体的速度或改变流体的流动方向，可以增加传热系数。
5.利用流体振荡：通过引入振荡运动，可以增加传热界面的扰动，从而增加传热系数。
振荡可以通过机械装置或外部激励等方式实现。
总之，改变换热表面情况是一种有效的强化传热方法，可以提高传热效率和换热器的性能。
不同的方法适用于不同的应用场景，需要根据具体情况选择合适的方法进行改进。