���年第�期甘肃化工专论与练述管壳式换热器强化传热技术综述汪红�中国石油化工集团公司兰州石油化工职工大学兰州�������摘要本文概要介绍国内外管壳式换热器强化传热技术、原理、性能、适用范围及工业进展情况。关链词管壳式换热器强化传热技术适用范围工业进展」,�一万‘、�随着料李枝术,的不断发展和能源问题的日益突出,对换热器的设计要求越来越高。除了要满足一定换热量外,还要求强化传热过徨,提高换热设备的传热能力以提高系统的热效率、爷药狡资费用、提高经济效益或满足某些特殊的工艺要求,如�快速加热、急冷、设备微型化、高热流密度或小温差传热等。管壳式换热器在石油、化工、制药、动力、制冷、航空等领域中多用于各种物料的蒸发、冷凝、加热及冷却等过程。�据统计,在欧美各国换热器在现代装置中约占设备总重的�写以上,其中管壳式换热器占�写,若计入带翅片的管式空冷器,则管式换热器要占���左右。故近年来,国内外对管壳式换热器的强化传热都非常重视,强化传热已发展成为传热学的一个重要专门领域。强化传热的途径单位时间内的换热量�与冷热流体的温差山及传热面积�成正比,即��,�·尸·△�,可见强化传热可以通过增加传热面积�、加大传热温差戊,提高传热系数��个途径来实现。���增加传热面积�增加传热面积不应理解为单一扩大设备体积或台数,而应是采用致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。如采用螺�旋螺纹管、翅片管、波纹管、粗糙表面管、异形管等方法都能使传热面积增加。���加大传热温差匀在考虑到实际工艺或设备是否允许的情况下,改变冷热流体温度或改变换热流体间的流动方式如逆流、错流等,就可改变传热温差山,但这种方法受生产工艺、设备条件、环境条件及经济性等方面限制,实际操作时有一定局限性。���提高传热系数�提高传热系数小的一侧传热面之传热系数,就可使设备总传热系数大幅度提高。当今世界上强化传热研究的重点就是提高传热系数,有一种趋势是改善流体自身流动状态,加强湍流来实现强化传热。管壳式换热器其主要换热元件是管子,因此改变管子截面形状、改变管子表面结构、在管内插入扰流装置或在流体中掺入颗粒等都能改善流体自身流动状态从而达到强化传热目的。实用强化传热技术���改善管子表面结构通过对普通光管滚压制成内外呈凹凸专论与综述甘肃化工����年第�期状的不光滑管,或者在管内外安装肋片就可制成螺旋槽纹管、横纹管、纵槽管、螺纹管、翅片管等表面形状各异的换热管,如图�所示。��姗旋箱纹管��横纹管��单面纵格管�一令����双面纵槽管��螺纹管��翅片管图�改巷管子裹面结构�����螺旋糟纹管流体流出管壁时在管壁附近诱发螺旋流动,层流层减薄,同时壁表面起伏强化了流体湍动加快了由壁面至流体主体的热量传递,强化了传热过程。如果管外为蒸汽冷凝过程,螺旋槽纹就成为排泄凝液的通道,可使凹槽两边的冷凝液减薄,从而减少热阻,提高冷凝给热系数。上海异型钢管厂研制的螺旋槽纹管,在同样条件下的热传递量可达光管的���倍,结垢下降�。德国����公司的螺旋槽纹管,管内传热效率明显优于光管,在��������护范围内,提高传热效率��������倍,当���������时,提高传热效率���一��倍��。螺旋槽纹管可用于液一液、液一气和气一气等传热强化,且抗污垢性能好。�����横纹管流体流经横纹管环槽处能频频发生边界层分离而产生轴向旋涡,强化了流体湍动,旋涡不断生成,保持了连续而稳定的强化作用。由于旋涡主要在管壁处生成,对流体主体影响小,不会产生太多能耗,因而槽纹管性能优于相同规格的螺旋槽纹管。对空气而言,槽纹管较普通光管其传热系数可以提高���倍左右,对水而言提高���倍左右。据报道,我国某炼油厂曾采用两台横纹管渣油�原油换热器,经过�年运转考核,总传热系数比光管提高��,传热面积增加了���倍,与光管相比,泵耗下降���,材耗下降���,投资减少���。�����螺纹管螺纹管换热器是目前技术最成熟,应用最广泛的一种换热器,适用于����丫�护����年第�期甘肃化工...
