我國換熱器的技術(shù)及發(fā)展-閱讀頁
2025-01-11 14:56本頁面
【正文】 度、粘性分布及雜質(zhì)含量沿徑向都是均勻的，強(qiáng)化了換熱管的熱工性能。 (3)由于管壁很薄且具有 r r2曲率，排除了軸向與徑向應(yīng)力的集中使其具有溫差作用下的可伸縮性，使表面污垢雜質(zhì)容易脫落，因而換熱管具有較強(qiáng)的防垢和自動除垢作用，所以進(jìn)一步強(qiáng)化了管內(nèi)外的給熱性能。 (2)薄壁換熱管 (壁厚 ~)經(jīng)過試驗實測和本產(chǎn)品的應(yīng)用，證明其具有一定的耐壓能力 (承壓 ~)，是一個性能良好的受壓元件 。工藝設(shè)計計算時有限制地增加管內(nèi)流動速度 (以防止流阻過大和管束的振動噪音等 )促進(jìn)湍流，以提高傳熱效率； (2)設(shè)計制造執(zhí)行 GBl501998和 GBl51 1999等壓力容器國家標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)波紋換熱管技術(shù)條件，并力求實換熱管、管扳、法蘭等硬件與流程、介質(zhì)種類腐蝕程度、壓力，溫度等軟件的良好配合。由于不銹鋼換熱管具有良好的韌性、耐壓 性能及抗腐蝕性能，均使整體設(shè)備使用壽命大大提高； (4)產(chǎn)品不僅換熱效率高，而且從傳熱機(jī)理上幾乎排除了堵塞和結(jié)垢的可能性，從而明顯降低了設(shè)備的維修量，增加了使用壽命。 我國換熱器行業(yè)技術(shù)研發(fā)能力 、我國換熱器研究及發(fā)展動向 、物性模擬研究 換熱器傳熱與流體流動計算的準(zhǔn)確性，取決于物性模擬的準(zhǔn)確性。兩相流的物性基礎(chǔ)來源于實驗室實際工況的模擬，這恰恰是與實際工況差別的體現(xiàn)。純組分介質(zhì)的物性數(shù)據(jù)基本上準(zhǔn)確，但油氣組成物的數(shù)據(jù)就與實際工況相差較大，特別是帶有固體顆粒的流體模擬更復(fù)雜。從而使換熱器計算更精確，材料更節(jié)省。 、分析設(shè)計的研究 分析設(shè)計是近代發(fā)展的一門新興學(xué)科，美國 ANSYS軟件技術(shù)一直處于國際領(lǐng)先技術(shù)，通過分析設(shè)計可以得到流體的流動分布場，也可以將溫度場模擬出來，這無疑給流路分析法技術(shù)帶來發(fā)展，同時也給常規(guī)強(qiáng)度計算帶來更準(zhǔn)確、更便捷的手段。這一技術(shù)隨著計算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展，將帶來技術(shù)水平的飛躍。 、大型化及能耗研究 換熱器將隨裝置的大型化而大型化，直徑將超過 5m，傳熱面積將達(dá)到單位 10000m2，緊湊型換熱器將越來越受歡迎。隨著全球水資源的緊張，循環(huán)水將被新的冷卻介質(zhì)取代，循環(huán)將被新型、高效的空冷器所取代。 、強(qiáng)化技術(shù)研究 各種新型、高效換熱器逐步取代現(xiàn)有常規(guī)產(chǎn)品。同心管換熱器、高溫噴流式換熱器、印刷線路板換熱器、穿孔板換熱器、微尺度換熱器、微通道換熱器、流化床換熱器、新能源換熱器將在工業(yè)領(lǐng)域及其它領(lǐng)域得到研究和應(yīng)用。隨著稀有金屬價格的下降，鈦、鉭、鋯等稀有金屬使用量將擴(kuò)大， CrMo鋼材料將實現(xiàn)不預(yù)熱和后熱的方向發(fā)展。四十年來，污垢研究技術(shù)發(fā)展緩慢。通過對污垢形成的機(jī)理、生長速度、影響因素的研究，預(yù)測污垢曲線，從而控制結(jié)垢，這對傳熱效率的提高將帶來重大的突破。 腐蝕技術(shù)的研究將會有所突破，低成本的防腐涂層特別是金屬防腐鍍層技術(shù)將得到發(fā)展，電化學(xué)防腐技術(shù)成為主導(dǎo)。由于其技術(shù)基礎(chǔ)和力量的相對薄弱，這種方式影響了創(chuàng)新的質(zhì)量。需要指出的是，目前我國產(chǎn)學(xué)研合作的比例有所增加，其重要性逐步為企業(yè)所認(rèn)識應(yīng)繼續(xù)大力加強(qiáng)。這些企業(yè)不但生產(chǎn)規(guī)模小，可以用在技術(shù)研發(fā)上的投入也較小。 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。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。 ? 自主創(chuàng)新是一項凝結(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。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、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，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的開放化。 換熱器行業(yè)技術(shù)研發(fā)方向及進(jìn)展 ? 、換熱器技術(shù)重點研發(fā)方向 ? 換熱器技術(shù)重點研發(fā)方向為傳熱、流動及防結(jié)垢等幾個方面。 ? (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)求傳熱與流動的數(shù)值解方面，以期建立模擬傳熱和流動的數(shù)值模型，并通過計算來預(yù)測新型表面的傳熱及阻力系數(shù)及其關(guān)系。 ? (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。 ? 、換熱器研發(fā)新進(jìn)展 ? 、 CFD模型化技術(shù) ? CFD是英文 Computaional Fluid Dynamics（計算流體動力學(xué)）的簡稱，通過計算機(jī)數(shù)值計算和圖像顯示，對包含有流體流動和熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理現(xiàn)象的系統(tǒng)所做的分析。 ? 換熱器行業(yè)是 CFD 技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。隨后 10多年，世界各發(fā)達(dá)國家出于節(jié)約能源和提高社會工作效率的考慮，都投入大量人力、物力、財力來進(jìn)行這方面的研究，并且取得了一定的成果。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。 1986年美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會對世界范圍內(nèi)用 CFD模擬室內(nèi)空氣流動的發(fā)展情況進(jìn)行了總結(jié)，并成立了專門研究機(jī)構(gòu)，致力于空氣流動的研究。日本是另一個使用 CFD技術(shù)較成功的國家。 ? 、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。其主要方法歸結(jié)為下述兩個原理，即使溫度邊界層減薄和調(diào)換傳熱面附近的流體。最近還興起一種 EHD技術(shù)，即電氣流體力學(xué)技術(shù)，又稱為電場強(qiáng)化冷凝傳熱技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化了對流、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。其所需電場耗用的電力很小。
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