換熱器介紹

　　ViewonKnowledge　知識窗

　　國內外新型高效換熱器

　　馬曉馳

　　(化工部化工機械研究院,蘭州,)

　　提　要　簡述了國內外近年來換熱器的發展概況。介紹了管殼式換熱器中管程、殼程的強化傳熱研究以及國內外推出

　　的各種新型換熱器的有關情況。關鍵詞　管殼式換熱器,新型高效換熱器

　　隨著現代新工藝、新技術、新材料的不斷發展和能源問題的日益嚴重,必然帶來更多的高性能、高參數換熱設備的需求。換熱器的性能對產品質量、能量利用率以及系統的經濟性和可靠性起著重要的作用,有時甚至是決定性的作用。目前在發達的工業國家熱回收率已達96%,換熱設備在石油煉廠中約占全部工藝設備投資的35%～40%。其中管殼式換熱器仍然占**的優勢,約70%。其余30%為各類高效緊湊式換熱器熱器等設備,其中板式、和高效率化,并向低溫差設。當今換熱器的發展以CFD(ComputationalFluidDynamics)、模型化技術、強化傳熱技術及新型換熱器開發等形成了一個高技術體系[1]。

　　產)。我國螺紋管的標準翅化率為113～219(<3),美、英、日、德等國均有商品化低翅管。德國Hde公司的螺旋槽管[2],管內傳熱效率明顯優于光管,在2300

　　管內插入物[4,5]是強化管內單相流體傳熱行之有效的方法之一。目前管內插入物種類很多,如螺旋線、紐帶、錯開紐帶、螺旋片和靜態混合器等。*近,英國CalGarinLtd公司開發的一種稱之為HitranMatrixElements的花環式插入物[6],它是一種金屬絲制翅片管子插入物(Wire2FinTubeInserts),能增強湍流。中國石化北京設計院與華南理工大學聯合研制的交叉鋸齒型插入物,是華南理工大學對12種內插件(在Re=300～3500和Pr=135范圍內)進行比較后優選的型式,可直接形成流體的混合,尤其適用高粘度流體的換熱。其在上海乙烯廠原油2蠟油介質換熱器中使用,其總傳熱系數與光滑管相比提高了50%。112　強化殼程傳熱

　　1　管殼式換熱器

　　該換熱器是當前應用*廣,理論研究和設計技術完善,運用可靠性良好的一類換熱器。目前各國

　　為改善該換熱器的傳熱性能開展了大量的研究。強化傳熱主要有3種途徑提高傳熱系數、擴大傳熱面積和增大傳熱溫差,研究主要集中在強化管程和殼程傳熱面方面。111　管程強化傳熱

　　人們想盡各種辦法實施強化傳熱,歸結起來不外乎2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設置各種形狀的插入物。

　　改變傳熱面形狀的方法有多種,用于強化管程傳熱的有:橫紋管、螺旋槽管、螺紋管(低翅管)和縮放管以及螺旋扁管(瑞典ALLARDS公司生

　　傳統的管殼式換熱器,流體在殼側流動存在著轉折和進出口兩端渦流的影響區,影響了殼側的給熱系數。殼側的傳熱強化研究包括管型與管間支撐物的研究。

　　　采用折流桿式換熱器[7]　美國在70年代初

　　為解決換熱器管束振動開發了這種結構的換熱器。

　　化工進展　2001年第1期

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