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淺談?chuàng )Q熱器節能技術(shù)

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淺談?chuàng )Q熱器節能技術(shù)

發(fā)布日期:2022-04-13 作者: 點(diǎn)擊:

目前在我國石油化工行業(yè)中,換熱設備投資占設備投資的30%以上,其中80%以上的管殼式換熱器仍采用弓型折流板和光管結構,這種結構決定了換熱器傳熱效果差,殼程壓降大,與我國正在推行的節能減排政策不相適應。因此提高換熱器的效能對化工行業(yè)節能減排、提高效益非常重要。

換熱器傳熱過(guò)程的強化就是力求使換熱器在單位時(shí)間內、單位傳熱面積傳遞的熱量盡可能增多。應用強化傳熱技術(shù)的目的是為了進(jìn)一步提高換熱設備的效率,減少能量傳遞過(guò)程中的損失,更合理更有效地利用能源。提高傳熱系數,擴大單位傳熱面積,增大傳熱溫差是強化傳熱的三種途徑,其中提高傳熱系數是當今強化傳熱的重點(diǎn)。

2 換熱管強化傳熱技術(shù)

管程的強化傳熱通常是對光管進(jìn)行加工得到各種結構的異形管如螺旋槽紋管、橫槽紋管、波紋管、低螺紋翅片管(螺紋管)、螺旋扁管、多孔表面管、針翅管等,通過(guò)這些異形管進(jìn)行強化傳熱。

2.1螺旋槽紋管 

螺旋槽紋管管壁是由光管擠壓而成,有單頭和多頭之分,其管內強化傳熱主要由兩種流動(dòng)方式?jīng)Q定:一是螺旋槽近壁處流動(dòng)的限制作用,使管內流體做整體螺旋運動(dòng)產(chǎn)生的局部二次流動(dòng);二是螺旋槽所導致的形體阻力,產(chǎn)生逆向壓力梯度使邊界層分離。螺旋槽紋管具有雙面強化傳熱的作用,適用于對流、沸騰和冷凝等工況,抗污垢性能高于光管,傳熱性能較光管提高24倍。


換熱器


2.2橫槽紋管  

橫槽紋管的強化機理為:當管內流體流經(jīng)橫向環(huán)肋時(shí),管壁附近形成軸向漩渦,增加了邊界層的擾動(dòng),使邊界層分離,有利于熱量的傳遞。當漩渦將要消失時(shí)流體又經(jīng)過(guò)下一個(gè)橫向環(huán)肋,因此不斷產(chǎn)生渦流,保持了穩定的強化傳熱作用。研究和實(shí)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,傳熱性能好些,其應用場(chǎng)合與螺槽紋管相同。

2.3波紋管 

對波紋管按流體力學(xué)觀(guān)點(diǎn)分析:在波峰處流體速度降低,靜壓增加,在波谷處流速增加,靜壓降低。流體的流動(dòng)在反復改變軸向壓力梯度下進(jìn)行,產(chǎn)生了劇烈的漩渦,沖刷流體的邊界層,使邊界層減薄。因此用波紋管做換熱管從理論上講:由于波節的存在,增加了對管內流體流動(dòng)的擾動(dòng),使波紋管具有較好的傳熱效果,但流動(dòng)特性不如光管的好。在低雷諾數下,波紋管的換熱與阻力性能比明顯好于光管;在高雷諾數下,波紋管與光管的換熱與阻力性能比非常接近。

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