我國換熱器的技術(shù)及發(fā)展-資料下載頁
2025-01-17 10:03本頁面
【正文】 行業(yè)的研發(fā)投入占銷售額的比例僅 1%，低至 2%3%的行業(yè)利潤率難以支撐更高的研發(fā)投入，這導(dǎo)致中國換熱器企業(yè)在基礎(chǔ)技術(shù)和核心技術(shù)領(lǐng)域基本為零，在換熱器核心技術(shù)領(lǐng)域一直受制于人。 我國換熱器行業(yè)提升技術(shù)競爭力的策略 ? 要提升中國換熱器的技術(shù)競爭力，必須加強(qiáng)自主創(chuàng)新，科學(xué)做好科技創(chuàng)新工作發(fā)展規(guī)劃。 ? 目前，我們?cè)谌绾芜M(jìn)一步做大做強(qiáng)品牌，提升產(chǎn)品核心競爭力方面還存在明顯不足。一是尚未完全形成適合我國特色的創(chuàng)新機(jī)制和體系，二是目前的科技投入還不足以支撐大企業(yè)大品牌的發(fā)展，真正從事科研工作的人員數(shù)量偏低；三是科研開發(fā)水平與國外先進(jìn)水平相比有一定的差距，科技人員的學(xué)歷結(jié)構(gòu)和專業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理。針對(duì)目前現(xiàn)狀，我國換熱器行業(yè)下一步將著重從兩個(gè)方面加強(qiáng)工作，一是完善并確立一套適合我國換熱器行業(yè)的科技創(chuàng)新體系和人才激勵(lì)機(jī)制：二是加強(qiáng)對(duì)換熱器的研發(fā)工作，加大對(duì)新材料、新技術(shù)、新工藝的研發(fā)和應(yīng)用力度，以品牌為依托，以產(chǎn)品為重點(diǎn)，提升企業(yè)的技術(shù)競爭力。 ? 自主創(chuàng)新是一項(xiàng)凝結(jié)集體智慧結(jié)晶的戰(zhàn)略工程，需要培養(yǎng)全員參與意識(shí)。要從全行業(yè)發(fā)展的大局出發(fā)，創(chuàng)造一種和諧的合作伙伴關(guān)系，營造出一個(gè)良好的技術(shù)創(chuàng)新氛圍，實(shí)現(xiàn)科技成果共享，推動(dòng)行業(yè)科技水平的提高，建立具有中國換熱器特色的技術(shù)創(chuàng)新體系和運(yùn)行機(jī)制。具體來講，要進(jìn)一步增加自身資源的投入，注重面向全社會(huì)、面向國際，形成開放式的科技成果引入、使用和轉(zhuǎn)化機(jī)制，促進(jìn)企業(yè)加強(qiáng)與高等院校、科研院所及境外跨國公司的研究合作及人員交流，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的開放化。同時(shí)，注重在全行業(yè)加快形成按要素參與分配的激勵(lì)機(jī)制，增強(qiáng)對(duì)創(chuàng)新的激勵(lì)作用，以努力吸引集聚高層次創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，為提高自主創(chuàng)新能力提供強(qiáng)大的動(dòng)力來源。 換熱器行業(yè)技術(shù)研發(fā)方向及進(jìn)展 ? 、換熱器技術(shù)重點(diǎn)研發(fā)方向 ? 換熱器技術(shù)重點(diǎn)研發(fā)方向?yàn)閭鳠?、流?dòng)及防結(jié)垢等幾個(gè)方面。 ? (1)傳熱、壓降系數(shù)及有關(guān)關(guān)聯(lián)式：目前這些系數(shù)和關(guān)聯(lián)式還不齊備，有許多工業(yè)上用的傳熱表面的數(shù)據(jù)不全或缺少可用的關(guān)聯(lián)式，對(duì)于傳熱單元數(shù) NTU較大的情況，試驗(yàn)技術(shù)有較大的誤差，有待于改進(jìn)，翅片與隔板聯(lián)接的熱阻及其對(duì)整個(gè)傳熱過程的影響也需要更進(jìn)一步研究。 ? (2)傳熱機(jī)理和各種傳熱表面的數(shù)值解：由于僅僅掌握經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式并不能最終解決開發(fā)新的傳熱表面、強(qiáng)化傳熱和精確設(shè)計(jì)等問題，研究工作者越來越多地把精力投入到應(yīng)用 CFD技術(shù)求傳熱與流動(dòng)的數(shù)值解方面，以期建立模擬傳熱和流動(dòng)的數(shù)值模型，并通過計(jì)算來預(yù)測(cè)新型表面的傳熱及阻力系數(shù)及其關(guān)系。 ? (3)伴有相變及兩相流的傳熱及流動(dòng)：相對(duì)于單相流的傳熱與流動(dòng)，這一方面的研究顯得很薄弱，今后仍是重點(diǎn)研究的一個(gè)領(lǐng)域。 ? (4)防結(jié)垢問題：氣側(cè)結(jié)垢一般并不十分嚴(yán)重，但是傳熱面緊湊程度越高，其水力直徑 Dh越小，垢層對(duì)流道截面減小的影響就越大，因而這一問題仍然是工業(yè)界最為關(guān)心的問題之一。 ? (5)其它問題：物性變化的影響、表面選擇方法、如何從結(jié)構(gòu)上保證流體均布、流道如何合理布置以及縱向?qū)嵊绊懙榷喾矫娴膯栴}在設(shè)計(jì)中一直未徹底解決，仍然有待進(jìn)一步研究。 ? 、換熱器研發(fā)新進(jìn)展 ? 、 CFD模型化技術(shù) ? CFD是英文 Computaional Fluid Dynamics（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）的簡稱，通過計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示，對(duì)包含有流體流動(dòng)和熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理現(xiàn)象的系統(tǒng)所做的分析。CFD可以看做是在流動(dòng)基本方程（質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方程）控制下對(duì)流動(dòng)的數(shù)值模擬，是進(jìn)行“三傳” (傳熱、傳質(zhì)、動(dòng)量傳遞 )及燃燒、多相流和化學(xué)反應(yīng)研究的核心和重要技術(shù)，廣泛應(yīng)用于熱能動(dòng)力、航空航天、機(jī)械、土木水利、環(huán)境化工等諸多工程領(lǐng)域。 ? 換熱器行業(yè)是 CFD 技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。 1933年，英國人 Thom首次數(shù)值求解了二維粘性流體偏微分方程，標(biāo)志著 CFD的誕生； 1974年，丹麥的 方程，采用 kε流體湍流模型模擬室內(nèi)空氣流動(dòng)情況，首次將 CFD技術(shù)應(yīng)用于換熱器。隨后 10多年，世界各發(fā)達(dá)國家出于節(jié)約能源和提高社會(huì)工作效率的考慮，都投入大量人力、物力、財(cái)力來進(jìn)行這方面的研究，并且取得了一定的成果。短短的 20 多年內(nèi)， CFD 技術(shù)在換熱器行業(yè)中的研究和應(yīng)用也進(jìn)行地如火如荼。如今， CFD 技術(shù)逐漸成為廣大換熱器工程師解決分析工程問題的強(qiáng)有力工具。 ? 美國是使用 CFD技術(shù)較早的國家之一。 1986年美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)對(duì)世界范圍內(nèi)用 CFD模擬室內(nèi)空氣流動(dòng)的發(fā)展情況進(jìn)行了總結(jié)，并成立了專門研究機(jī)構(gòu)，致力于空氣流動(dòng)的研究。美國 ASHARE協(xié)會(huì)于 1989年成立了研究用 CFD方法預(yù)測(cè)空氣流動(dòng)的研究機(jī)構(gòu)，比較完整的研究了 CFD方法模擬空氣流動(dòng)的相關(guān)問題。日本是另一個(gè)使用 CFD技術(shù)較成功的國家。數(shù)值模擬技術(shù)在日本換熱器領(lǐng)域的應(yīng)用始于 20世紀(jì) 70年代初。 ? 、強(qiáng)化傳熱技術(shù) ? 所謂提高換熱器性能，就是提高其傳熱性能。狹義的強(qiáng)化傳熱系指提高流體和傳熱面之間的傳熱系數(shù)。其主要方法歸結(jié)為下述兩個(gè)原理，即使溫度邊界層減薄和調(diào)換傳熱面附近的流體。前者采用各種間斷翅片結(jié)構(gòu)，后者采用泡核沸騰傳熱。最近還興起一種 EHD技術(shù)，即電氣流體力學(xué)技術(shù)，又稱為電場(chǎng)強(qiáng)化冷凝傳熱技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化了對(duì)流、冷凝和沸騰傳熱，特別適用于強(qiáng)化冷凝傳熱，并適用于低傳熱性介質(zhì)的冷凝，因而引起人們的普遍關(guān)注。其原理是，對(duì)某些不導(dǎo)電液體的表面施以相垂直的電場(chǎng)，使液體表面變得很不穩(wěn)定，借冷凝液表面的張力作用和在靜電場(chǎng)下液膜的不穩(wěn)定現(xiàn)象使液膜厚度減薄，從而強(qiáng)化冷凝傳熱。其所需電場(chǎng)耗用的電力很小。 ? 人們想盡各種辦法實(shí)施強(qiáng)化傳熱，歸結(jié)起來不外乎兩條途徑，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)置各種形狀的湍流增進(jìn)器或插入物。
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