高效换热器工程标准标准号:BA2-4-1-95BDI日期:96年4月日管壳式高效换热器选用导则共9页第1页中国石化北京设计院修改号:。本导则同时受光管管壳式换热器的适用范围所限制。-89<>GB150-89<>,其制造简单,成本低,供选用的结构、材料范围广,换热表面清洗方便,适应性强,处理能力大,可用于高温高压场合。但从传热效率、结构紧凑及单位传热面积的金属消耗量来说,光管换热器则无法与板式换热器相比。因此从节能、节材、节省空间的角度出发,有必要采用强化传热技术。当管内、外传热和污垢的综合传热系数{1/(1/h+r)}之比小于1/3时,适宜采用强化技术。每种型式都有其特定的应用范围,具体分析如下:(1)螺纹管强化机理:螺纹管从扩大传热面积和增加流体边界层的扰动两个方面强化了传热。适用范围:只有壳程和管程的传热和污垢的综合系数之比{1/(1/h+r)}/{1/(1/h+r)},使用螺纹管才可能是经济的;螺纹管的抗污垢性能比光管好;对高粘度流体,仅当雷诺数Re大于50时才能使用螺纹管;对冷凝器(卧式),不适用于表面张力大(张力大于60达因/厘米)的流体。计算方法:见参考文献[1]。目前我院已有螺纹管换热器的计算软件。(2)螺旋槽管强化机理:螺旋槽使近壁处流体螺旋运动,产生局部二次流;螺旋槽又导致形体阻力,产生逆向压力梯度,使边界层分离。这两种流动型式共同作用,强化了换热器的换热性能。适用范围:可用于强化管内、外在过渡区和紊流区(Re,2100)的无相变传热,强化管外沸腾及管内、管外冷凝传热。对于立式冷凝器,应选择多头螺旋槽管;卧式冷凝器则应选择螺旋角接近900的螺旋槽管,以利于排除冷凝液。计算方法:参见参考文献[2]。-4-1-95工程标准共页第2页(3)横纹管强化机理:流体经过横纹槽时,在管壁处形成轴向旋涡,增加了流体边界层的扰动,有利于热量传递,轴向旋涡不断地形成,保持连续稳定的强化传热。适用范围:能够强化管外无相变传热及卧式冷凝器中的冷凝传热,适用于干净介质。计算方法:见参考文献[3](4)内波纹外螺纹管强化机理:在内波纹与外螺纹的作用下,管内与管外流体的边界层均产生强烈的扰动,从而提高了换热器的传热效率。适用范围:能在有相变和无相变的传热中显著地提高管内外的给热系数,具有管内、管外双面强化传热的作用。可明显改善高粘度流体的换热工况。计算方法:我院计算机室现已有此种管型换热器的计算软件。(5)表面多孔管强化机理:这种管的表面具有错开而有规则排列的小孔,小孔的下边是使孔贯通的螺旋形小通道。这种特殊结构提供了大量理想的气化核心,使沸腾传热得到了很大的强化,在相同的热流强度下,可把沸腾温差减少到只为光管的1/7左右,可实现小温差沸腾传热,这对于蒸发和蒸气压缩式热泵蒸发等节能措施十分有利。适用范围:适用于润湿性好的干净介质的管外沸腾传热,采用烧结法制造的带金属覆盖层表面多孔管尤其适用于低品位能量回收。计算方法:工业应用多采用试验关联式。(6)锯齿型翅片管强化机理:锯齿形翅片管,其翅片间距小,翅片外缘开有锯齿形缺口,使冷凝液的流动呈扰动状态,促进了冷凝液膜的对流传热;翅顶和槽底的冷凝液膜的曲率半径不一样,使得在冷凝液膜表面张力作用下,翅片部的液膜减薄,从而减少热阻,并促进冷凝液膜内部的对流换热。适用范围:用于表面张力小的干净介质的管外冷凝传热。计算方法:参见参考文献[4]。(7)纵槽管强化机理:主要用于立式冷凝器中,利用冷凝液的表面张力产生一定的压力梯度,把冷凝液由槽峰推到槽底,再借重力顺槽排走,使槽峰两侧的液膜很薄,热阻很小,从而加速了蒸汽的冷凝过程。适用范围:主要用于立式冷凝器,对介质没有特殊要求,但介质的表面张力越大其冷凝效果越好。计算方法:工业应用多采用试验关联式。中国石化北京设计院标准号BA2-4-1-95工程标准共页第3页(8)管内插入件强化机理:管内插入扭带使流体产生螺旋流,增加了流动路径;其径向体积引起离心对流;此外,扭带还有翅片效应。扭带强化传热是这三者的叠加。适用范围:用于高粘度流体(Pr>130)在150,Re,5000范围内的管内传热强化。计算方法:管内插入件的型式不同,其计算方法也有区别。已根据试验研究结果编制交叉锯齿带内插件的计算软件。(9)异型翅片管强化机理:由于其改进了普通翅片,如在翅片上开槽、针翅或扇形翅等等,使得异型翅片管除与翅片管一样具有扩大换热面积的作用外,还可改善流体边

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