换热器综述-中国石油大学化工原理讲解2685

姓名：徐向东甄宇 活中的应用 源的循环利用。本文就石油化工行业中最为常见的设备——换热器来探讨一下能量的利用过程1.2换热器强化传热技术研究的必要性活中的应用2.2换热器结构的改进生产中,主要应用的异形管有:螺旋槽管、旋流管、波纹管、缩放管、横纹管、螺旋椭圆扁管、变截面管、内肋管等。这种传热管的特点是：结构简单,加工方便,传热面积增加,传热效果大大增强,换热器的结构更加紧凑,减小投资,节(1)螺旋槽管螺旋槽纹管是表面具有螺旋形凹槽的一种强化传热管,传热管内外表面的凸起或槽纹,干扰了管内流体的流动,破坏了层流边界层,流动状态达到充分的湍流,产生的漩涡又不断地扰动边界层的流体,促进了传热管同流体间的热交换。湍流度的增加也有助于避免污垢在传热管壁面的沉积,提高传热系数,增强了管内外流体的换热。螺旋升角对换热的影响很大,大螺旋升角更有利于换热。热系数提高了2-4倍,在阻力损失和换热(2)旋流管活中的应用(3)波纹管以自由伸缩。流体在管内流动时,截面不断的变化,扰动流体,破坏层流边界层,温差应力小,结构紧凑轻巧等特点。波纹管的壁薄,有波纹突起,可以有效地消除纵向应力,但是波纹管的强度问题没有很好的解决,应用范围受到限制。(4)横纹管说明横纹管其性能比光管要好，也比螺纹管好,在同样传热效果下,阻力增加比活中的应用(5)螺旋椭圆扁管螺旋椭圆扁管是把圆形光管压成椭圆形,然后扭曲而成,流体在管内处于螺旋流动状态,因而破坏了管壁附近的层流边界层,提高了传热效率。这种管束结构的特点是:两个并行排列的相邻管子的椭圆长轴相互接触,互相支撑,应用这种管的换热器取消了附加的管束支撑物,节约了材料和成本。研究表明,螺旋椭阻力性能均有影响。从综合性能来看,大管径优于小管径;对于相同规格的管子,导程增大,传热性能降低,流动阻力减小。这种结构的换热器与光管换热器相比,热有相变传热是指在对流换热中发生蒸汽凝结或液体沸腾的换热过程,有相T坑管)等。(1)冷凝传热的锯齿形翅片管和花瓣形翅片管活中的应用锯齿形翅片管是一种新型传热管,其翅片外缘有锯齿缺口,加强了流体的扰动,促进对流换热,换热面积增大,增强了换热量,锯齿管的传热系数是光管的6倍,是低肋管的1.5-2倍。花瓣形翅片管是一种特殊的三维翅片结构强化传热管,从截面上看,各翅片化空气和高粘性流体的冷却传活中的应用(2)强化沸腾传热的T形管和表面多孔管但是,这种管的加工工艺十分复杂,在实际工程应用中并不普遍。(1)斜针翅管的一种新型高效换热器。这种传热管的优点是扩大了二次传热面积,保持较小的管距,利用流体的不断扰动,破坏流体的层流边界层,增加了紊流度,使得传热效率提高,达到强总存在一层滞留内层,该层传热仅为热传导,导热热阻很大,流体的流速和温度分布都属于抛物线形,只有使滞留层消除或变薄才能够减小热阻,加强传热。斜针翅管强化传热的机理是在扩大二次传热面的同时,利用流体的扰动,提高湍流动,有效的避免了流体诱导振动的发生,防止管子的振动破坏,具有折流杆换热器的特点;这种传热元件的换热面积能够有效地被利用,不存在换热死区,活中的应用(2)新型钉翅管验研究表明,这种新型钉翅管的传热效果明显增强,传热效率大大提高,与光管管内插入物可以扰动管内的流体,增强湍流度,有效地清除污垢,提高传热系数;形成旋转流和二次流;插入件在管内扰动流体,破坏了层流边界层,加快管束支撑是管壳式换热器的重要原件,主要起到支撑管束,减小管束振动和流向的作用,一种好的管束支撑,能够强化壳程热交热,因此开发活中的应用(1)弓形折流板(2)折流杆支撑结构决传统折流板换热器中管子与折流板的切割破坏和流体诱导振动,这种结构是流。另外,折流杆与换热器的接触面积很小,传热面积得到充分利用,消除壳(3)螺旋隔板支撑侧支撑结构是用一系列的扇形面,相间连接,从而在壳侧形成近似的螺旋面,亦流板的布置方式不同,它使得壳程的流体做螺旋运动。活中的应用(4)空心圆环支撑结构是采用小直径金属短管以一定间隔布置在换热管束之间,起到支撑传热管和导流作用。这种结构的特点是:壳程间隙率大,流阻小,流速变化小,流体在空心环处可以充分形成湍流,增强传热;节约钢材,减轻设备重量,钢材的消耗量大大减少,所以,与传统换热器相比,(5)螺旋折流片,有左旋片管和右旋片管之分。换热器的换热管布置情况是螺旋片管与光管交错排列,左右两根管是螺旋片管,螺旋方向分别是左旋和右旋,上下两根管是光管,放置在螺旋片上,不需要附加管微团混合,使壁面附近的流速梯度增大,从而减薄粘性边界层底层的厚度,有效活中的应用速度。数值模拟结果表明,螺旋片管的传热系数随着螺旋角的增大而平缓增加,2.3换热器传热介质的改进动式强化传热需要消耗外部能量,如采用电场、磁场、光照射、搅拌、喷批量处理,如高黏度的塑料和气体的流动,其典型代表为刮面式换热器,广泛用 活中的应用 贡献,但激发振动所需从外界输入的能量可能会得不偿失。为此,山东大学研究表明,可利用流体诱导振动来强化传热,依靠水流本身激发传热元件振动,会消。由于换热设备一般质量很大,表面振动这种方法难以应用,然后就出现了流的振荡发生器从扰流器究环形通道内电晕风对强制对流的影响,分别得到了存在电晕风时的努塞尔准包括通过多孔的传热表面向流动液体中喷射气体,或向上游传热部分喷注传递发生在颗粒表面.研究表明,在液体中添加纳米粒子,可以显著提高液体的 活中的应用 导热系数,提高热交换系统的传热性能.添加纳米粒子能够显著提高流体导热性米粒子在流体中做无规则运动时,粒子所携带的能量发生的热导与液体间的能量传递,也提高了纳米流体的热导率；此外,纳米粒子之间的相互作用.不展的需求。(1)简单介绍 活中的应用 (2)安全与环保(3)导热油适用条件 活中的应用 的溶解(4)