強(qiáng)化傳熱技術(shù)及高效節(jié)能設(shè)備(華誼交流)(已修改)
2025-05-15 05:32 本頁(yè)面
【正文】 強(qiáng)化傳熱技術(shù)及其高效節(jié)能設(shè)備 華東理工大學(xué)化工機(jī)械研究所 HEAT TRANSFER ENHANCEMENT TECHNOLOGIES AND HIGHEFFICIENCY HEAT EXCHANGERS 2 一、換熱設(shè)備的強(qiáng)化傳熱技術(shù) HEAT TRANSFER ENHANCEMENT TECHNOLOGIES AND HIGHEFFICIENCY HEAT EXCHANGERS 3 1 換熱器的強(qiáng)化傳熱技術(shù) 近 20年來(lái)，石油、化工等過(guò)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(shè)備，因此要求提供尺寸小、重量輕、換熱能力大的換熱設(shè)備。 特別是始于 20世紀(jì) 60年代的世界能源危機(jī)，加速了當(dāng)代先進(jìn)換熱技術(shù)和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。 強(qiáng)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(xué)中一個(gè)十分引人注目的、蓬勃發(fā)展的研究領(lǐng)域。 主要介紹工業(yè)化應(yīng)用的、相對(duì)比較成熟的管殼式換熱器無(wú)功強(qiáng)化傳熱技術(shù)。 4 1 換熱器的強(qiáng)化傳熱技術(shù) 換熱器的強(qiáng)化傳熱就是力求使換熱器在單位時(shí)間內(nèi)，單位傳熱面積傳遞的熱量達(dá)到最多。 應(yīng)用強(qiáng)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(shè)計(jì)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(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。 TKAQ ??5 2 傳熱過(guò)程強(qiáng)化的途徑 （ 1）對(duì)流強(qiáng)化傳熱 無(wú)相變過(guò)程強(qiáng)化對(duì)流傳熱技術(shù)的研究，可分為管內(nèi)強(qiáng) 化和管外強(qiáng)化兩種形式。強(qiáng)化措施大致有： ? 管外采用新型擴(kuò)展表面； ? 管內(nèi)采用插入物提高攪動(dòng)程度； ? 管內(nèi)外采用異形管，改變管內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)提高傳熱； ? 改變管束支撐件形式，提高流速和攪動(dòng)程度； ? 加入不互溶低沸點(diǎn)添加劑，靠汽化潛熱提高傳熱果。 6 2 傳熱過(guò)程強(qiáng)化的途徑 （ 2）冷凝強(qiáng)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(dòng)，通過(guò)液膜傳遞給壁面，傳熱熱阻主要集中在冷凝液膜上。 ? 強(qiáng)化冷凝傳熱 ：減薄或消除冷凝液膜；疏導(dǎo)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(qiáng)化傳熱 ? 滴狀冷凝 :冷凝液不能潤(rùn)濕壁面，只能在壁面上形成液珠。液珠長(zhǎng)大后，受重力的作用不斷地?cái)y帶著沿途的其他液珠沿壁面流下。與此同時(shí)，新的液珠又會(huì)在原來(lái)的途徑上重新復(fù)生。 ? 實(shí)現(xiàn)滴狀冷凝的途徑有 ：在金屬表面涂上憎水基有機(jī)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(rùn)濕性介質(zhì)等。 2 傳熱過(guò)程強(qiáng)化的途徑 傳熱系數(shù) :滴狀冷凝＞＞膜狀冷凝 8 （ 3）沸騰強(qiáng)化傳熱 核沸騰傳熱的強(qiáng)化有三種基本方法： ? 降低表面的潤(rùn)濕性； ? 應(yīng)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(qiáng)化傳熱措施： ? 表面多孔管，燒結(jié)型、電鍍型、化學(xué)腐蝕和機(jī)械加工型； ? T形翅片管或 Y形管，機(jī)加工管型； ? 整體內(nèi)螺旋翅片管，強(qiáng)化管內(nèi)沸騰傳熱的機(jī)加工管型； ? 橢圓管用于強(qiáng)化降膜蒸發(fā)器的傳熱； ? 管內(nèi)加金屬絲網(wǎng)強(qiáng)化管內(nèi)沸騰傳熱。 2 傳熱過(guò)程強(qiáng)化的途徑 9 3 管殼式換熱器的強(qiáng)化傳熱技術(shù) 管殼式換熱器的傳熱強(qiáng)化研究包
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