管殼式換熱器傳熱強化技術(shù)進展(已修改)
2024-12-19 15:13 本頁面
【正文】 2020 年 7 月 Liaoning Chemical Industry J uly ,2020 管殼式換熱器傳熱強化技術(shù)進 展 郭春 福 1 , 高緒 鎮(zhèn) 1 , 李志 安2 (1 . 遼寧省安全科學研究 院 , 遼 寧 沈 陽 110011 。 2 . 沈陽化工學 院 , 遼 寧 沈 陽 110142) 摘 要 : 介紹了國內(nèi)外傳熱強化技術(shù)研究 的發(fā)展概 況 ,簡述了典型的 強化傳 熱元件開 發(fā) 、 新型 殼 程結(jié)構(gòu)設計及國內(nèi)外推出的各種新型高效換熱器的有關(guān)情況 ,指出了國內(nèi)近期開發(fā)研究的發(fā)展方向 。 關(guān) 鍵 詞 : 中圖分類號 : 換熱器 。強化傳熱 。傳熱元件 。開發(fā)研究 文獻標識碼 : A 文章編號 : 1004 0935 (2020) 07 0399 04 TQ 051 . 5 20 世 紀 70 年代的世界 能源危 機 , 有利地 促 進了傳熱強化技術(shù)的發(fā)展 。 世界上主要工業(yè)國都 在 20 世紀 70 年代開始了強 化技術(shù)的開發(fā)研究 工 作 。 大 部分的研究和成功地應用都屬于無源 技 術(shù) ,即從改 變傳熱面形狀入 手 。 改變傳熱面形 狀 的 方法有多 種 ,應用較 多 、 效果較顯著的 有 : 螺 旋 槽紋管 、 橫槽紋管 、 縮紋管 、 管內(nèi)加插入物 、 單面縱 槽管 、 多孔表面管 、 低螺紋翅片管等等 。 下面對主 要強化傳熱的管型作以介紹 。 1 國外研究及應用狀 況 1 ～ 5 數(shù)計算公式 。 研究和實際應用證 明 : 橫槽紋管 與 單頭螺旋槽紋管比較 ,在相同流速下 ,流體阻力要 大一些 ,而傳熱性能好些 ,其應用場合與螺槽管相 同 。 1 . 3 內(nèi)翅片管 內(nèi)翅 片管 是 1971 年首先由美國人提出來 的 , 它用來強 化管內(nèi)單相流體的給 熱 。 以后日 本 、 前 蘇 聯(lián)等國都進 行了大量研 究工 作 。 20 世 紀 90 年 代 初 ,美國又 開發(fā)出一種高效強化管內(nèi)相變傳 熱 的換熱管 內(nèi) 螺旋翅片 管 (NL) ,根據(jù)翅片 形狀 不 同 ,可分為三角肋 、 梯形肋 、 矩形肋等 ,用于沸騰傳 熱 。 1 . 4 管內(nèi)加插入物 管內(nèi)插入物有 :紐帶 、 螺旋線圈 、 螺旋片 、 靜態(tài) 混 和器等 。 管 內(nèi)加麻花 片 ( 扭帶 ) ,管內(nèi)加螺旋 線 圈 ,是波蘭人 A. Klaczak 于 1964 年 和 1973 年提 出 并 進行 實驗研 究 。 靜態(tài)混合器 是 1970 年 由美 國 凱尼克斯 ( Kenics) 公司首先研制成 功 。 這幾種 管 型的給熱系數(shù)和摩擦系數(shù)計算公式都已確立 。 這 些 管型適合 于強化管內(nèi)單相流體傳 熱 ,尤其對 強 化 氣 體 和 低 Re 或 高 粘 度 流 體 傳 熱 更 為 有 效 。 1998 年英國又開 發(fā)出一種花 環(huán)式插入 物 ,它是 一 種金屬絲制翅片管內(nèi)插入物 ,能增強湍流 ,改善傳 熱性能 。 1 . 5 單面縱槽管 螺旋槽紋管 (螺槽 管 ) 早期進行螺槽管研究的主要有美國 、 英國 、 日 本 。 從 1970 年 至 1980 年 間 進 行 了 大 量 研 究 工 作 。 曾對單頭 、 多頭螺槽管作過系統(tǒng)的測試與 篩 選 ,得出結(jié) 論 : 單頭與多頭相 比 ,傳熱效果差別 很 小 ,但流體阻力減少很 多 。 螺旋槽不宜太 深 ,達 到 一定深度后 ,傳熱效果提高不大 ,而阻力卻成倍地 增加 。 日本通過實驗研究 于 1974 年 至 1976 年 間 提出了單頭螺槽管對流給熱系數(shù)和流體摩擦系數(shù) 的計算公式 ,現(xiàn)已廣泛采 用 。 世界上最早采用 螺 旋 槽紋管換熱 器的是美 國 ,1971 年美國通用油 品 公 司采 用螺槽 管制做電廠蒸汽透平機乏氣冷 凝 1. 1 器 ,總傳熱系數(shù)比普通光管提高 43 1. 2 橫槽紋管 % 。 橫 槽紋 管 是 1974 年莫斯 科 ( 前蘇 聯(lián) ) 航
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