換熱器介紹

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　　國(guó)內(nèi)外新型高效換熱器

　　馬曉馳

　　(化工部化工機(jī)械研究院,蘭州,)

　　提　要　簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)外近年來(lái)?yè)Q熱器的發(fā)展概況。介紹了管殼式換熱器中管程、殼程的強(qiáng)化傳熱研究以及國(guó)內(nèi)外推出

　　的各種新型換熱器的有關(guān)情況。關(guān)鍵詞　管殼式換熱器,新型高效換熱器

　　隨著現(xiàn)代新工藝、新技術(shù)、新材料的不斷發(fā)展和能源問(wèn)題的日益嚴(yán)重,必然帶來(lái)更多的高性能、高參數(shù)換熱設(shè)備的需求。換熱器的性能對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、能量利用率以及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性起著重要的作用,有時(shí)甚至是決定性的作用。目前在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家熱回收率已達(dá)96%,換熱設(shè)備在石油煉廠中約占全部工藝設(shè)備投資的35%～40%。其中管殼式換熱器仍然占**的優(yōu)勢(shì),約70%。其余30%為各類高效緊湊式換熱器熱器等設(shè)備,其中板式、和高效率化,并向低溫差設(shè)。當(dāng)今換熱器的發(fā)展以CFD(ComputationalFluidDynamics)、模型化技術(shù)、強(qiáng)化傳熱技術(shù)及新型換熱器開(kāi)發(fā)等形成了一個(gè)高技術(shù)體系[1]。

　　產(chǎn))。我國(guó)螺紋管的標(biāo)準(zhǔn)翅化率為113～219(<3),美、英、日、德等國(guó)均有商品化低翅管。德國(guó)Hde公司的螺旋槽管[2],管內(nèi)傳熱效率明顯優(yōu)于光管,在2300

　　管內(nèi)插入物[4,5]是強(qiáng)化管內(nèi)單相流體傳熱行之有效的方法之一。目前管內(nèi)插入物種類很多,如螺旋線、紐帶、錯(cuò)開(kāi)紐帶、螺旋片和靜態(tài)混合器等。*近,英國(guó)CalGarinLtd公司開(kāi)發(fā)的一種稱之為HitranMatrixElements的花環(huán)式插入物[6],它是一種金屬絲制翅片管子插入物(Wire2FinTubeInserts),能增強(qiáng)湍流。中國(guó)石化北京設(shè)計(jì)院與華南理工大學(xué)聯(lián)合研制的交叉鋸齒型插入物,是華南理工大學(xué)對(duì)12種內(nèi)插件(在Re=300～3500和Pr=135范圍內(nèi))進(jìn)行比較后優(yōu)選的型式,可直接形成流體的混合,尤其適用高粘度流體的換熱。其在上海乙烯廠原油2蠟油介質(zhì)換熱器中使用,其總傳熱系數(shù)與光滑管相比提高了50%。112　強(qiáng)化殼程傳熱

　　1　管殼式換熱器

　　該換熱器是當(dāng)前應(yīng)用*廣,理論研究和設(shè)計(jì)技術(shù)完善,運(yùn)用可靠性良好的一類換熱器。目前各國(guó)

　　為改善該換熱器的傳熱性能開(kāi)展了大量的研究。強(qiáng)化傳熱主要有3種途徑提高傳熱系數(shù)、擴(kuò)大傳熱面積和增大傳熱溫差,研究主要集中在強(qiáng)化管程和殼程傳熱面方面。111　管程強(qiáng)化傳熱

　　人們想盡各種辦法實(shí)施強(qiáng)化傳熱,歸結(jié)起來(lái)不外乎2條途徑,即改變傳熱面的形狀和在傳熱面上或傳熱流路徑內(nèi)設(shè)置各種形狀的插入物。

　　改變傳熱面形狀的方法有多種,用于強(qiáng)化管程傳熱的有:橫紋管、螺旋槽管、螺紋管(低翅管)和縮放管以及螺旋扁管(瑞典ALLARDS公司生

　　傳統(tǒng)的管殼式換熱器,流體在殼側(cè)流動(dòng)存在著轉(zhuǎn)折和進(jìn)出口兩端渦流的影響區(qū),影響了殼側(cè)的給熱系數(shù)。殼側(cè)的傳熱強(qiáng)化研究包括管型與管間支撐物的研究。

　　　采用折流桿式換熱器[7]　美國(guó)在70年代初

　　為解決換熱器管束振動(dòng)開(kāi)發(fā)了這種結(jié)構(gòu)的換熱器。

　　化工進(jìn)展　2001年第1期

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