第28卷第6期1999年11月石油化工设备PETRO-CHEMICALEQUIPMENTVol.28No.6Nov.1999文章编号:1000-7466(1999)06-0042-04管壳式换热器新型强化传热技术�李尔国,俞树荣,何世权(甘肃工业大学石油化工学院,甘肃兰州730050)摘要:介绍了管壳式换热器的管程和壳程新型强化传热技术机理及其在高效换热器中的应用,并阐述了换热器的最新技术动向。关键词:管壳式换热器;管程;壳程;强化传热中图分类号:TQ051.501文献标识码:ANewheattransferaugmentationtechniquesofshell-and-tubeheatexchangersLIEr-guo,YUShu-rong,HEShi-quan(PetrochemicalSchoolofGansuUniversityofTechnology,Lanzhou730050,China)Abstract:Methodsforimprovingtheheatexchangeinbothsidesintheshell-and-tubeheatexchangersaremain-lyintroduced.Thepropertiesandstructureofnewefficientshell-and-tubeheatexchangersaredescribed.Develop-mentofheatexchangertechnology,forexample,computationalfluiddynamics(CFD),isintroduced.Keywords:shell-and-tubeheatexchangers;tubeside;shellside;enhancementofheattransfer管壳式换热器具有结构坚固、适应性强、选材广、易于制造及成本低等优点,在化工等工业部门被广泛应用。为了提高和强化管壳式换热器的传热效率,近年来各国开展了许多研究工作,除了对管壳式换热器的设计方法作改进外[1～3],主要是对该类换热器的传热管件及结构作改动,从而实现强化传热。1管程强化传热1.1螺旋槽管在光管表面加工螺旋槽时,管内形成螺旋状凸起,传热管壁被挤压成单头或多头螺纹管,管壁上的螺旋槽能在有相变和无相变的传热中显著地提高管内外的给热系数,具有双面强化传热作用,其管内传热强化主要由两种流动方式起决定作用,一是螺旋槽对近壁处流体流动的限制作用,使管内流体做整体螺旋运动来产生局部二次流。二是螺旋槽导致的形体阻力,产生逆向压力梯度使边界层出现分离。图1为螺旋槽管结构示图,D为管内径,e为凸起高度,P为凸缘间距。实验表明,当e/D在0.036～0.05时,P/e的最佳值约为15。流体在同样压力损失下,其换热系数可增大1.25倍[4]。华南理工大学对螺旋槽管管内流体的流态、强化传热机理及管参数的优化选择方法进行了深入研究,发现单头螺旋槽管比多头螺旋槽管的性能好[5]。将螺旋槽管用于甲醛余热锅炉中,节约了材料消耗及电耗[6];用于压缩机排气冷却,使传热强化了3倍;用于常减压原油-渣油换热器,传热系数提高了1.2～1.5倍[6]。德国Hde公司的螺旋槽管,管内传热效率明显地优于光管,当2300
