換熱器是在化工、石油、動力、食品及其它許多工業生產中占有重要地位的一種儀器，是可以將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備，可以將一種在不同溫度的兩種或兩種以上流體間實現物料之間熱量傳遞，是使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達到流程規定的指標，以滿足工藝條件的需要，是提高能源利用率的主要設備之一。目前，我們都在強調節能環保，所以這樣的設備更加被利用起來，也有越來越多的廠家研發生產新型搞笑的換熱器設備，給用戶帶來了更大的選擇范圍，下面賢集網小編就為您匯總一下目前國內外新型高效換熱器有哪些？

　　螺旋折流板換熱器  

　　螺旋折流板換熱器(圖1)是*新發展起來的一種管殼式換熱器,是由美國ABB公司提出的。其基本原理為:將圓截面的特制板安裝在“擬螺旋折流系統”中,每塊折流板占換熱器殼程中橫剖面的四分之一,其傾角朝向換熱器的軸線,即與換熱器軸線保持一定傾斜度。相鄰折流板的周邊相接,與外圓處成連續螺旋狀。每個折流板與殼程流體的流動方向成一定的角度,使殼程流體做螺旋運動,能減少管板與殼體之間易結垢的死角,從而提高了換熱效率。在氣-水換熱的情況下,傳遞相同熱量時,該換熱器可減少30%～40%的傳熱面積,節省材料20%～30%。相對于弓形折流板,螺旋折流板消除了弓形折流板的返混現象、卡門渦街,從而提高有效傳熱溫差,防止流動誘導振動;在相同流速時,殼程流動壓降小;基本不存在震動與傳熱死區,不易結垢。對于低雷諾數下(Re<1000)的傳熱,螺旋折流板效。

　　折流桿式換熱器  

　　20世紀70年代初,美國菲利浦公司為了解決天然氣流動振動問題,將管殼式換熱器中的折流板改成桿式支撐結構,開發出折流桿換熱器(圖2)。研究表明,這種換熱器不但能防振,而且傳熱系數高。現在此種換熱器廣泛應果更為突出用于單相沸騰和冷凝的各種工況。后來還出現了一種外導流筒折流桿換熱器,此種換熱器能*大限度地消除管殼式換熱器擋板的傳熱不活躍區,增加了單位體積設備的有效傳熱面積。目前所有的浮頭式換熱器均采用了外導流筒。

　　近些年,又出現了直扁鋼條支撐方式和波浪型扁鋼支撐結構等新型支撐結構的折流桿換熱器,如圖3和圖4所示。這些新結構除了增加有效換熱面積外,更主要的是提高了對管子震動的抑制作用。

　　空心環管殼式換熱器  

　　空心環管殼式換熱器(圖5)是波形扁鋼條支承結構下的正三角形布管學發明的一種新型管殼式換熱器。空心環是由直徑較小的鋼管截成短節,均勻地分布于換熱管管間的同一截面上,呈線性接觸,在緊固裝置螺栓力的作用下,使管束相對緊密固定。從而支撐管束并促進流體擾動。空心環支撐往往與強化管組合使用,其特點是:

　　(1)殼程流阻低。殼程軸向流道空隙率達80%的空心環管間支承物對縱向流體的形體阻力幾乎可以忽略。

　　(2)傳熱膜系數高。該種結構的換熱器可充分發揮粗糙型強化傳熱管的強化傳熱性能,利用傳熱管的周向粗糙肋,促進縱向流體在傳熱界面上滯流層的湍流度,獲得比普通光滑管界面高80%～100%的傳熱膜系數。

　　管子自支承式換熱器  

　　近年來,人們將殼程強化傳熱的兩種主要途徑綜合起來考慮,利用管子形狀的變化來達到相互支撐和強化傳熱雙重功能。目前主要有剌孔膜片式、螺旋扁管式和變截面管式幾種形式。24新型高效換熱器發展現狀及研究方向。

　　如圖6所示,剌孔膜片式其特點是刺孔膜片既是支撐元件,又是管壁的延伸,增大了單位體積內的有效傳熱面積;膜片上的毛刺和小孔增大了流體湍流度,各區間的流體經小孔實現一定程度的混合;刺和孔使換熱表面的邊界層不斷更新,減薄了層流底層厚度,從而提高了換熱系數;殼程流體縱向流動,壓力降很小。

　　螺旋扁管(見圖7)(twistedtabe)是瑞典Allares公司近年推出的一種高效換熱元件。螺旋扁管的結構特點是管子換熱段的任一截面均為一長圓,當組裝成換熱器時可以混合管束,也可以是純螺旋扁管。螺旋扁管的截面類似于橢圓管,橢圓的長短軸比值根據換熱管程和殼程的流速設計確定,當管程流量較低時,可增大長、短軸之比值,以減少流通截面、提高流速,使換熱器兩側處于較理想的流動狀態。圖7 螺旋橢圓扁管  變截面管式(見圖8)是把普通圓管按一定節距壓制出互成90°或互成60°的扁圓形截面,利用這種變截面管互相支撐并構成擾流元件。這種換熱器管子排列緊湊,減小了換熱器的尺寸和質量,而且可實現管束間流體薄層流動。其結構比較簡單,且是雙面強化管,但*大弱點是管內阻力太大。

　　縱流管束換熱器  

　　流體在殼程中作縱向流動是管殼式換熱器中*理想的流動形式。為了將弓形折流板支撐的橫向流動盡可能地改為平行于管子的縱向流動,消除滯留死區,近年來開發出了一些新型結構。例如矩形孔、梅花孔等異形孔的折流板結構(見圖9),這種折流板既能支承管子,又能讓傳熱介質流過折流板,產生射流,從而消除了管子結垢和垢下腐蝕。后來,德國GRIMMA公司制造的一種網狀整圓形折流板換熱器,傳熱效果優于傳統的圓缺形折流板換熱器,其結構為在折流板上開橫排管孔,以4個孔為一組將管橋處銑通,殼側流體在管橋處沿著軸向流動,避免了流體因轉折引起的滯留區。瑞典的WELL和GEE提出的針翅管,既能擴大傳熱面,又可造成流體的強烈擾動,極大地強化了傳熱,而且壓降不大,可大大節省支承板材料,是當前國內外***的縱向流換熱器。

　　Packinox換熱器  

　　Packinox換熱器也稱作板殼換熱器,它由壓力容器外殼和傳熱板束兩部分組成(見圖10)。壓力容器外殼承受操作介質壓力,板束由若干板片組焊而成,板片的流道設計成波紋狀人字形排列,相鄰板片走向相反,板片間相互交叉的波紋頂端形成接觸點,用以支承冷熱介質的壓差。這些接觸點使流體在整個換熱過程中處于湍流狀態,既保持高的傳熱效率又產生高剪切力,抑制了板面上污垢的形成。板束的流道截面可以根據介質性質和操作要求設計成各種當量直徑和形狀。由板片焊接組裝而成的板束,固定于壓力容器殼體內部的支架上,圖10 Packinox換熱器并用波紋膨脹節與殼體接管連接。

　　塊式換熱器

　　塊式換熱器*早由德國的HoeehstCeram技術股份公司發明(見圖11)。它是由厚度為018mm的片狀材料層疊在一起,然后用熱導率為120W/(m?9?9K)的陶瓷材料將其燒結成整體。該種換熱器具有耐高溫、耐氯化、耐氧化及耐腐蝕的特點,其許用溫度可以達到1300～1400℃,一般用于超高溫和強腐蝕環境中。

　　整體翅片式換熱器  

　　整體翅片經套脹或錫、釬焊固定于管束上而形成管翅式換熱器芯子(見圖12),常用于空調、制冷汽車的整體翅片換熱器、散熱器。套脹成本比錫焊或釬焊低得多,故一般采用套脹。采取適當的方式將它與管板、集流箱或集流管連接以構成管內流道。管外空間也可以用金屬焊接方式嚴密密封來形成密閉的通道。翅片孔由專用的沖壓模具沖制而成,孔眼可以是單翻邊或雙翻邊形的。翻邊可以增加翅片與管子的接觸面積,保證翅片間有一定的間距。雙翻邊的剛度更好,脹管時不易被脹裂。可以采用機械或水力的方法脹管,管子被脹后與翅片貼緊。這種結構要求管子和翅片材料的熱脹系44新型高效換熱器發展現狀及研究方向數比較接近。整體翅片的型式很多,*常用的是平直翅片、波紋翅片及間斷式翅片。在相同的翅片密度下,平直翅片有較低的阻力降,常用于對壓力降限制較嚴的場合。波紋翅片的性能優于平直翅片,而且更加堅固,廣泛地應用于空調冷卻器及其它用途的換熱器。

　　毛細板式換熱器  

　　該種換熱器*早由德國的Enka公司制造(見圖13),它由多層毛細板疊合而成,板間距2～4mm。毛細板由直徑115mm、壁厚011mm的毛細管以環氧樹脂澆注而成。這種換熱器可用于從污染物和廢氣中回收熱量的場合。

　　熱管換熱器  

　　熱管(見圖14)是一種新型高效的傳熱元件。熱管是一個內部抽成真空并充以少量液體的密封管,具有高效的導熱性能。在工作時熱流體通過熱管的一端外表面,冷流體通過熱管另一部分,籍助于管內工質的潛熱變化而進行冷熱流體間的換熱。由于是潛熱的變化,具有相當高的導熱能力,其當量導熱系數為銅、銀等金屬導熱系數的幾百倍。在20世紀60年代首先被應用于宇航技術中,后來在電子、機械、化工和石油等行業也有了廣泛的應用。熱管換熱器在國外已系列化生產。而我國經過20多年努力先后開發了氣-氣熱管換熱器、熱管蒸汽發生器和高溫熱管,并在石油、化工、冶金、動力以及水泥等行業得到了廣泛的應用,取得了良好的效果。

　　其他類型新型換熱器  

　　除了以上介紹的一些新型高效換熱器外,還有以下幾種:HamonLummus公司的SRC空冷式冷凝器、NTIW列管式換熱器、英國CalGavin公司的絲狀花內插物換熱器(hit2ran)、日本的Hybrid混合式換熱器,俄羅斯的變形翅片管換熱器、噴涂翅片管冷卻器、非釬焊金屬絲纏繞翅片管換熱器和螺旋繞管式換熱器、美國Chemineer公司的Kenics換熱器、日本的SM型換熱器(內插靜態混合器)、美國的BrownFintubeLtd.的帶扭帶插入物的湍流增強式換熱器(exchangerwithturbulator)、美國Yuba公司的Hemilok換熱器、澳大利亞RoachHeatExchangers公司的柔性換熱器(flexibleheatexchanger)等。此外,還有日本日阪制作所生產的世界單臺*大處理能力為54《化工裝備技術》第28卷第6期2007年5000m3/h的UX-100型板式換熱器、法國NordonCryogenieS1N1C1公司生產的6900mm×1525mm×1300mm(長×寬×高)換熱面為1500m2/m3的板翅式換熱器、英國MichaelWebbProcessEquipmentSupply公司的提箱式全焊板式換熱器和其他各種緊湊式換熱器(包括半焊式和全焊式板式換熱器)、美國傳熱公司的FIVER-ROD式防振結構換熱器、法國LeCarbone公司推出的新奇換熱器(exoticheatexchanger)。如果您有興趣，可以關注賢集網，查看相關推薦，了解更多有關內容。

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