強化傳熱技術(shù)及高效節(jié)能設備(華誼交流)(已修改)
2025-05-15 05:32 本頁面
【正文】 強化傳熱技術(shù)及其高效節(jié)能設備 華東理工大學化工機械研究所 HEAT TRANSFER ENHANCEMENT TECHNOLOGIES AND HIGHEFFICIENCY HEAT EXCHANGERS 2 一、換熱設備的強化傳熱技術(shù) HEAT TRANSFER ENHANCEMENT TECHNOLOGIES AND HIGHEFFICIENCY HEAT EXCHANGERS 3 1 換熱器的強化傳熱技術(shù) 近 20年來，石油、化工等過程工業(yè)得到了迅猛發(fā)展。各工業(yè)部門都在大力發(fā)展大容量、高性能設備，因此要求提供尺寸小、重量輕、換熱能力大的換熱設備。 特別是始于 20世紀 60年代的世界能源危機，加速了當代先進換熱技術(shù)和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。 強化傳熱已發(fā)展成為第二代傳熱技術(shù)，并已成為現(xiàn)代熱科學中一個十分引人注目的、蓬勃發(fā)展的研究領域。 主要介紹工業(yè)化應用的、相對比較成熟的管殼式換熱器無功強化傳熱技術(shù)。 4 1 換熱器的強化傳熱技術(shù) 換熱器的強化傳熱就是力求使換熱器在單位時間內(nèi)，單位傳熱面積傳遞的熱量達到最多。 應用強化傳熱技術(shù)的目的是： 提高現(xiàn)有換熱器的換熱能力；減小設計傳熱面積，以減小換熱器的體積和重量；使換熱器能在較低溫差下工作 。傳熱方程式為： 式中 K— 傳熱系數(shù)； A— 換熱面積；△ T— 平均傳熱溫差。強化傳熱主要有 3種途徑：提高傳熱系數(shù)、擴大傳熱面積和增大傳熱溫差。 TKAQ ??5 2 傳熱過程強化的途徑 （ 1）對流強化傳熱 無相變過程強化對流傳熱技術(shù)的研究，可分為管內(nèi)強 化和管外強化兩種形式。強化措施大致有： ? 管外采用新型擴展表面； ? 管內(nèi)采用插入物提高攪動程度； ? 管內(nèi)外采用異形管，改變管內(nèi)流體流動狀態(tài)提高傳熱； ? 改變管束支撐件形式，提高流速和攪動程度； ? 加入不互溶低沸點添加劑，靠汽化潛熱提高傳熱果。 6 2 傳熱過程強化的途徑 （ 2）冷凝強化傳熱 冷凝傳熱基本有兩種類型，其一為膜狀冷凝，其二為滴狀冷凝。 ? 膜狀冷凝： 冷凝液在壁面上形成一層連續(xù)不斷的液膜。在重力的作用下，液膜不斷地沿壁面流動，通過液膜傳遞給壁面，傳熱熱阻主要集中在冷凝液膜上。 ? 強化冷凝傳熱 ：減薄或消除冷凝液膜；疏導冷凝液膜迅速流開壁面；減小冷凝傳熱熱阻等等。 7 （ 2）冷凝強化傳熱 ? 滴狀冷凝 :冷凝液不能潤濕壁面，只能在壁面上形成液珠。液珠長大后，受重力的作用不斷地攜帶著沿途的其他液珠沿壁面流下。與此同時，新的液珠又會在原來的途徑上重新復生。 ? 實現(xiàn)滴狀冷凝的途徑有 ：在金屬表面涂上憎水基有機化合物涂層；金屬硫化物涂層；貴金屬涂層；高分子聚合物涂層；往蒸汽中注入不潤濕性介質(zhì)等。 2 傳熱過程強化的途徑 傳熱系數(shù) :滴狀冷凝＞＞膜狀冷凝 8 （ 3）沸騰強化傳熱 核沸騰傳熱的強化有三種基本方法： ? 降低表面的潤濕性； ? 應用帶有凹陷形的核化空穴的傳熱表面； ? 形成小通道內(nèi)的液膜蒸發(fā)。 沸騰強化傳熱措施： ? 表面多孔管，燒結(jié)型、電鍍型、化學腐蝕和機械加工型； ? T形翅片管或 Y形管，機加工管型； ? 整體內(nèi)螺旋翅片管，強化管內(nèi)沸騰傳熱的機加工管型； ? 橢圓管用于強化降膜蒸發(fā)器的傳熱； ? 管內(nèi)加金屬絲網(wǎng)強化管內(nèi)沸騰傳熱。 2 傳熱過程強化的途徑 9 3 管殼式換熱器的強化傳熱技術(shù) 管殼式換熱器的傳熱強化研究包
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