強化傳熱技術及高效節(jié)能設備(華誼交流)-文庫吧
2025-04-18 05:32 本頁面
【正文】 括管程和殼程兩側的傳熱強化研究。 通過 強化傳熱管元件與優(yōu)化殼程結構實現(xiàn) 。 強化傳熱管元件 改變傳熱面的形狀和在傳熱面上或傳熱流路徑內設置各種形狀的插入物。改變傳熱面的形狀有多種，其中用于強化管程傳熱的有：螺旋槽紋管、橫紋管、螺紋管、縮放管、旋流管和螺旋扁管等。 另外，也可采用擾流元件，在管內裝入麻花鐵，螺旋圈或金屬絲片等填加物，亦可增強湍動，且有破壞層流底層的作用。 10 強化傳熱管元件 1）螺旋槽管 螺旋槽紋管管壁是由光管擠壓而成。其管內傳熱強化主要：一是螺旋槽近壁處流動的限制作用，使管內流體做整體螺旋運動來產生局部二次流動；二是螺旋槽所導致的形體阻力，產生逆向壓力梯度使邊界層分離。螺旋槽紋管具有雙面強化傳熱的作用，適用于對流、沸騰和冷凝等工況，抗污垢性能高于光管，傳熱性能較光管提高 2~4倍。 shtRdoβ螺旋槽管結構圖 11 強化傳熱 管元件 2）橫紋槽管 橫紋槽管結構圖 橫紋管的強化機理為：當管內流體流經橫向環(huán)肋時，管壁附近形成軸向游渦，增加了邊界層的擾動，使邊界層分離，有利于熱量的傳遞。當游渦將要消失時流體又經過下一個橫向環(huán)肋，因此不斷產生渦流，保持了穩(wěn)定的強化作用。 12 強化傳熱 管元件 3）縮放管 縮放管結構圖 換熱管表面的竹節(jié)狀結構，使管內介質流動時，產生收縮和放大效應，使介質湍動程度增加，提高了管內介質的熱交換能力，而且管內靠近管壁的介質沿管的軸向流動時，其方向和速度在波節(jié)處產生突變，形成局部湍流，使管壁處流體的滯留底層減薄，熱阻降低，也使管外介質的傳熱能力提高。 13 強化傳熱 管元件 4）低螺紋翅片管 低螺紋翅片管結構圖 普通換熱管經軋制在其外表面形成 螺紋翅片的一種高效換熱管型。其強化 作用是在管外。對介質的強化作用一方 面體現(xiàn)在螺紋翅片增加了換熱面積；另 一方面是由于殼程介質流經螺紋管表面 時，表面螺紋翅片對層流邊層產生分割 作用，減薄了邊界層的厚度。 當用于蒸發(fā)時，可以增加單位表面上氣泡形成的數(shù)量，提高沸騰傳熱能力； 當用于冷凝時，螺紋翅片十分有利于管下端冷凝液的滴落，使液膜減薄，熱阻減少，提高冷凝傳熱效率。 14 強化傳熱 管元件 5）螺旋扁管 螺旋扁管結構圖 螺旋扁管 (Twisted tube)換熱器是由美國 Brown公司推出的。螺旋扁管的結構特點是管子的任一截面均為一長圓。螺旋扁管的強化機理：由于管子的獨特結構，使管程與殼程同時處于螺旋流動，促進了湍流程度。此換熱器比常規(guī)換熱器總傳熱系數(shù)高 40％，而壓力降則幾乎相等。此換熱器可用于氣 — 氣、液 —液以及氣 — 液換熱過程。 15 強化傳熱 管元件 6）菱形翅片管 菱形翅片管結構圖 菱形翅片管為帶有周向非連續(xù)三維翅片的高效傳熱管，其傳熱強化性能優(yōu)于帶周向連續(xù)翅片的螺紋翅片管。當用于冷凝強化傳熱時，由于其三維翅片的特殊結構造成翅片表面液膜的表面張力分布不均 (根部大，頂部小 )，液膜被拉向根部，使三維翅片表面的液膜厚度大幅度的減薄，熱阻減小，使汽態(tài)介質和管外壁的換熱能力增強，從而提高換熱效果。 16 強化傳熱 管元件 7）波紋管 波紋管是以普通光滑換熱管為基管，采用無切削滾扎工藝使管內外表面金屬塑性變形而成，雙側帶有波紋的管型。 波紋管管內被擠出凸肋，從而
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