这些换热器强化传热技术你都选对了吗

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几种换热管强化传热性能实验分析与比较

文章编号:1005)0329(2003)06)0007)04几种换热管强化传热性能实验分析与比较俞惠敏1蔡业彬1、2(1.茂名学院,广东茂名5250002.华南理工大学,广东广州,510641)摘要:选择光管、螺纹管、波纹管换热器进行传热性能实验。

实验结果表明波纹管换热器的总传热系数最大,其次是螺纹管,最小是光管;螺纹管的管内(热侧)压降最大,其次是波纹管,最小是光管;管外(冷侧)三种管型压降相差不大。

最后确定波纹管为此次换热器改造的管型。

关键词:波纹管;螺纹管;光管;换热器;传热性能中图分类号:TQ05115文献标识码:AExperiment Analysis and C omparison to the Intensify TransmitHeat Function of Several Kinds of Exchanger TubeYu Hui min Cai YebinAbstract:According to the i ntensify transmit heat theory,several kinds of the exchanger tube(light tube,whorl tube,ripple tube)is chosed to do the experiment of the intensify transmi t heat function.The results indicated:the total transmit heat coefficient of ripple tube is the largest,then the whorl tube and the third the light tube;the pressure drop in the whorl tube(hot side)is the largest,then the rip-ple tube and the third the ligh t tube;the pressure drop out of the tube(cold side)has hardly any difference finally.The triple tubes for the tube type of the reform exchanger is determined.Keywords:triple tube;whorl tube;light tube;exchanger;transmit heat function符号K)传热系数,W/(m3.e)A)))给热系数,W/(m2#e)M)))污垢及金属热绝缘系数,m2#e/W $P)))压力降,kPaJ)))比压力降,kPa/NTUL)))运动粘度,m2/sQ)))密度,kg/m3K)))导热系数,W/(m#e)D e)))壳体当量直径,mS)流道横截面面积,m2G)体积流量,m3/hV)流速,m/s下标h)))热流体c)))冷流体1强化传热方案选择的理论依据某石化公司重整生成物换热器传热效果一直不好,从现场重整生成液出口温度实测值可看出,换热器的换热性能不能适应生产波动,导致整个铂重整装置不能满负荷运行,制约了工厂生产能力和效率的提高,因此需要对此进行改造,改造的重点放在提高现有换热器的换热效率上。

强化传热的方法原理及应用

强化传热的方法原理及应用引言强化传热是一种提高传热效率的方法，它可以在不增加传热面积的情况下增加传热速率。

在许多工程和科学领域中，强化传热被广泛应用，如石油化工、核能工程、食品加工等。

本文将介绍几种常见的强化传热方法，并详细解释它们的原理和应用。

1. 使用导热剂增强传热导热剂是一种能够传递热量的物质，通过选择合适的导热剂可以增强传热效果。

常用的导热剂有液体、气体和固体等。

导热剂的选择要考虑其传热性能、安全性和成本等因素。

•液体导热剂：液体导热剂具有较高的导热性能和流动性，可广泛应用于换热设备中。

常见的液体导热剂有水、有机液体和矿物油等。

•气体导热剂：气体导热剂适用于一些特殊工艺，如高温换热和气体传热。

常用的气体导热剂有空气、氮气和氢气等。

•固体导热剂：固体导热剂具有优良的导热性能和稳定性，适用于高温、高压和易燃的工艺。

常见的固体导热剂有金属、陶瓷和载热盘等。

2. 使用增强换热表面换热表面的结构和形状对传热效率有重要影响。

通过改变换热表面的形态和表面特性，可以增加传热面积和传热速率。

•换热增强剂：换热增强剂是一种可以增加换热表面粗糙度的物质，常见的换热增强剂有翅片、肋片、孔洞和螺旋管等。

这些增强剂可以增加传热表面的有效面积，从而提高传热效果。

•换热增强技术：除了增加换热表面粗糙度外，还可以通过其他方式增强换热效果。

例如，采用湍流流动、喷雾冷却和聚焦太阳能等技术可以改变传热表面的流动模式，增强传热效果。

3. 使用传热增强器件传热增强器件是一种可以改变传热介质流动状态的装置，通过改变流动状态来增强传热效果。

•钳流器：钳流器是一种可以制造涡流效应的装置，可以增加传热介质的湍流程度。

通过将钳流器置于传热介质的流动路径上，可以产生涡流，增强传热效果。

•换热螺旋管：换热螺旋管是一种将流体带到螺旋孔中来增加流体流动路径长度的装置。

在换热螺旋管中，流体沿着螺旋孔流动，增加了传热介质与换热表面的接触时间，提高了传热效率。

换热器简介与强化换热讲解

2.浮头式换热器
1.管程隔板 2.壳程隔板 3.浮头
它是将一端管板与壳体相连，而另一端管板不与壳体固定连接，可以沿轴向自由浮动，如图示。这种结构不但可完全消除热应力，而且在清洗和检修时整个管束可以从壳体中抽出。因而尽管其结构复杂，造价高，但应用较为普遍。
3.U型管式换热器
1.U形管 2.壳程隔板 3.管程隔板
所谓间壁式换热器是指两种温度不同的流体在固定壁面相隔的空间内流动，通过两侧流体与避免的对流换热及避免的导热而进行的热量传递的换热器。参与换热的两种流体不会混合，传递过程连续而稳定的进行。如各种管壳式、板式结构的换热器。
按传热面形状和结构分
管式换热器
板式换热器
特殊形式换热器
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1.管式换热器通过管子壁面进行传热的换热器。按传热管的结构形式可分为管壳式换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、翅片式换热器等。应用最广。 2.板式换热器通过板面进行传热的换热器。按传热板的结构形式可分为平板式、螺旋板式、板翅式、热板式换热器等。 3.特殊形式换热器根据工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器。如回转式、热管、同流式换热器等。
在两块平行薄金属之间，夹入波纹状或其它形状的翅片，两边以侧条密封，即组成为一个换热单元体。将各单元体进行不同的叠积和适当的排列，并用钎焊固定，成为并流、逆流、错流的板束(或称蕊部)。然后再将带有流体进出口接管的集流箱焊在板束上，即成为板翅式换热器。常用的翅片为光直型、锯齿型和多孔型三种型式。板翅式换热器一般用铝合金制造，结构紧凑、轻巧，单位体积传热面积可达到 2500～4000m2/m3，传热系数高，空气的对流传热系数可达到350W/m2· K，承压可达5MPa。但容易堵塞，清洗困难，不易检修，适用于清洁和无腐蚀性流体的换热。现已在石油化工、气体分离等工业中得到应用。

各类换热器与强化换热简述

各类换热器与强化换热简述换热方式分类：直接接触式换热；蓄热式换热；间壁式换热；中间载热体式换热。

直接接触式换热器：两种不同温度的流体直接接触，相互混和传递热量。

特点是结构简单，传热效率高。

适于两种流体允许混和的场合。

如凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。

蓄热式换热器：当蓄热体与热流体接触时，从热流体处接受热量，蓄热体温度升高，然后与冷流体接触，将热量传递给冷流体，蓄热体温度下降，从而达到换热的目的。

特点是结构简单，可耐高温，体积庞大，不能完全避免两种流体的混和。

适于高温气体热量的回收或冷却。

如回转式空气预热器。

间壁式换热器：所谓间壁式换热器是指两种温度不同的流体在固定壁面相隔的空间内流动，通过两侧流体与避免的对流换热及避免的导热而进行的热量传递的换热器。

参与换热的两种流体不会混合，传递过程连续而稳定的进行。

如各种管壳式、板式结构的换热器。

按传热面形状和结构分：管式换热器：通过管子壁面进行传热的换热器。

按传热管的结构形式可分为管壳式换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、翅片式换热器等。

结构坚固、可靠、适应性强、易于制造、能承受较高操作压力和温度。

在高温、高压和大型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使用最广泛的一类换热器。

换热效率、结构紧凑性、单位传热面积的金属消耗等方面不如其他新型换热器。

板式换热器：通过板面进行传热的换热器。

按传热板的结构形式可分为平板式、螺旋板式、板翅式、热板式换热器等。

特殊形式换热器：根据工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器。

如回转式、热管、同流式换热器等。

蛇管式换热器：a.沉浸式蛇管结构简单，造价低廉，操作敏感性较小，管子可承受较大流体介质压力。

管外流体流速很小，因而传热系数小，传热效率低，需要的传热面积大，设备显得笨重。

常用于高压流体冷却、反应器的传热元件，容器加热。

b.喷淋式蛇管套管式换热器：结构简单，适应广，传热面弹性大；两侧流体均可提高流速，两侧传热系数高。

【HETA】管壳式换热器的强化传热技术

【HETA】管壳式换热器的强化传热技术管壳式换热器⼀般应⽤在⼀些⼤型设备上，材料⼀般以碳钢、不锈钢和铜为主。

今天我们就来看⼀看管壳式换热器的强化传热技术是如何做的，希望能给我们制冷空调换热器技术⼀定的启发和借鉴。

管壳式换热器的传热强化研究包括管程和壳程两侧的传热强化研究。

通过强化传热管元件与优化壳程结构实现。

⼀：强化传热管元件改变传热⾯的形状和在传热⾯上或传热流路径内设置各种形状的插⼊物。

改变传热⾯的形状有多种，其中⽤于强化管程传热的有：螺旋槽纹管、横纹管、螺纹管、缩放管、旋流管和螺旋扁管等。

另外，也可采⽤扰流元件，在管内装⼊⿇花铁，螺旋圈或⾦属丝⽚等填加物，亦可增强湍动，且有破坏层流底层的作⽤。

1、螺旋槽管螺旋槽纹管管壁是由光管挤压⽽成。

其管内传热强化主要：⼀是螺旋槽近壁处流动的限制作⽤，使管内流体做整体螺旋运动来产⽣局部⼆次流动；⼆是螺旋槽所导致的形体阻⼒，产⽣逆向压⼒梯度使边界层分离。

螺旋槽纹管具有双⾯强化传热的作⽤，适⽤于对流、沸腾和冷凝等⼯况，抗污垢性能⾼于光管，传热性能较光管提⾼2~4倍。

2、横纹槽管横纹管的强化机理为：当管内流体流经横向环肋时，管壁附近形成轴向游涡，增加了边界层的扰动，使边界层分离，有利于热量的传递。

当游涡将要消失时流体⼜经过下⼀个横向环肋，因此不断产⽣涡流，保持了稳定的强化作⽤。

3、缩放管换热管表⾯的⽵节状结构，使管内介质流动时，产⽣收缩和放⼤效应，使介质湍动程度增加，提⾼了管内介质的热交换能⼒，⽽且管内靠近管壁的介质沿管的轴向流动时，其⽅向和速度在波节处产⽣突变，形成局部湍流，使管壁处流体的滞留底层减薄，热阻降低，也使管外介质的传热能⼒提⾼。

4、低螺纹翅⽚管普通换热管经轧制在其外表⾯形成螺纹翅⽚的⼀种⾼效换热管型。

其强化作⽤是在管外。

对介质的强化作⽤⼀⽅⾯体现在螺纹翅⽚增加了换热⾯积；另⼀⽅⾯是由于壳程介质流经螺纹管表⾯时，表⾯螺纹翅⽚对层流边层产⽣分割作⽤，减薄了边界层的厚度。

管壳式换热器强化传热技术概述

管壳式换热器强化传热技术概述管壳式换热器是一种广泛应用于化工、石油、能源等领域的传热设备。

在传统的管壳式换热器中，传热效率往往受到传热面积、换热系数、导热系数等因素的限制。

为了提高传热效率，强化传热技术应运而生。

本文将介绍管壳式换热器强化传热技术的基本原理和应用。

管壳式换热器是一种广泛应用于化工、石油、能源等领域的传热设备。

它主要由壳体、传热管束、管板、折流板等组成。

在管壳式换热器中，两种不同的介质通过传热管束进行热量交换。

管束中的传热介质通过热对流和热传导两种方式将热量传递给管壁，管壁再将热量传递给另一种介质，从而实现两种介质之间的热量交换。

强化传热技术的原理主要包括：增加传热面积、提高换热系数、降低导热系数和增大比热容等。

这些因素共同影响着传热效率。

增加传热面积可以通过采用具有高导热系数的材料、增加传热管的数量或改变传热管的形状等方式实现。

提高换热系数可以通过改变流体的流动状态、减小流体的层流底层厚度、增加流体的湍流度等方式实现。

降低导热系数可以通过在管壁涂覆低导热系数的涂层、采用高导热系数的材料等方式实现。

增大比热容可以通过改变流体的流动速度、增加流体的浓度差等方式实现。

强化传热技术在管壳式换热器中的应用广泛，以下举几个例子：（1）蒸发：在蒸发过程中，强化传热技术可以有效地提高加热器的传热效率，减小能耗，降低生产成本。

例如，采用高频扰动技术可以增加液体的湍流度，减小传热膜系数，从而减少蒸发时间，提高蒸发效率。

（2）冷凝：在冷凝过程中，强化传热技术可以促进水蒸气与冷却水之间的热量交换，提高冷凝效率。

例如，采用细小肋片管可以增加传热面积，同时采用螺旋肋片管可以增加流体的扰动程度，减小传热膜系数，从而提高冷凝效率。

（3）受热面积增大：通过改变管束的排列方式或增加管束数量，可以增大管壳式换热器的受热面积。

采用多程管束可以增加壳程受热面积，同时采用小直径管束可以增加程数，从而进一步提高受热面积。

强化传热技术在管壳式换热器中具有广泛的应用前景，它可以有效地提高换热效率、减小能耗、降低生产成本，同时也可以延长设备的使用寿命。

换热器的强化传热三因素

换热器的强化传热所谓换热器传热强化或增强传热是指通过对影响传热的各种因素的分析与计算，采取某些技术措施以提高换热设备的传热量或者在满足原有传热量条件下，使它的体积缩小。

换热器传热强化通常使用的手段包括三类：扩展传热面积（F ）；加大传热温差；提高传热系数（K ）。

1 换热器强化传热的方式1.1 扩展传热面积F扩展传热面积是增加传热效果使用最多、最简单的一种方法。

在扩展换热器传热面积的过程中，如果简单的通过单一地扩大设备体积来增加传热面积或增加设备台数来增强传热量，不光需要增加设备投资，设备占地面积大、同时，对传热效果的增强作用也不明显，这种方法现在已经淘汰。

现在使用最多的是通过合理地提高设备单位体积的传热面积来达到增强传热效果的目的，如在换热器上大量使用单位体积传热面积比较大的翅片管、波纹管、板翅传热面等材料，通过这些材料的使用，单台设备的单位体积的传热面积会明显提高，充分达到换热设备高效、紧凑的目的。

1.2 加大传热温差Δt加大换热器传热温差Δt是加强换热器换热效果常用的措施之一。

在换热器使用过程中，提高辐射采暖板管内蒸汽的压力，提高热水采暖的热水温度，冷凝器冷却水用温度较低的深井水代替自来水，空气冷却器中降低冷却水的温度等，都可以直接增加换热器传热温差Δt。

但是，增加换热器传热温差Δt是有一定限度的，我们不能把它作为增强换热器传热效果最主要的手段，使用过程中我们应该考虑到实际工艺或设备条件上是否允许。

例如，我们在提高辐射采暖板的蒸汽温度过程中，不能超过辐射采暖允许的辐射强度，辐射采暖板蒸汽温度的增加实际上是一种受限制的增加，依靠增加换热器传热温差Δt只能有限度的提高换热器换热效果；同时，我们应该认识到，传热温差的增大将使整个热力系统的不可逆性增加，降低了热力系统的可用性。

所以，不能一味追求传热温差的增加，而应兼顾整个热力系统的能量合理使用。

1.3 增强传热系数（K）增强换热器传热效果最积极的措施就是设法提高设备的传热系数（K）。

换热器的选择使用及强化传热

１几种换热器的特点
１１管壳式换热器．管壳式换热器是典型的间壁式换热器，所有换在
热器中占据主导地位。管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成。主要类型有ｕ型管壳式换热器（见图１、）固定管板式换热器（见图２、）填料函式换热器（图３、见）浮头式换热器等（图４。见）
换热器传热温差 △ 。比较常用的方法有两种：Ｔ一是在热流体和冷流体的进出口温度一定的情况下，通过使冷、热流体相互逆流流动，即采用不同的换热面来实现改变平均传热温差的目的。二是扩大冷、热流体进出口温度的差别以最大平均传热温差，这种方法受实际设备或工艺的条件是否允许影响，所以在
５０Ｋａ／ｏ较同等状态和流速下的管壳式换热００ｃｌ２Ｃ，ｍ｝ｌ
其中，可靠性高、易于制造、造价低、适应性广、
器的阻力会大一些。如将板式换热器和管壳式换热器的耗功情况进行比较，前者的换热系数要比后者
结构坚固是固定管板式换热器较为突出的优点。缺点是因热膨胀使管子承受较大的应力，壳程难清洗，较适用于壳程介质清洁不易结垢并能进行化学清洗
第９卷第６期
ＶｏＬ．ＮＯ．９６
２１年１０１２月
Ｄｅ．ｃ２０１１
换热器的选择使用及强化传热
高丽
（神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司甲醇厂，宁夏灵武，０１）７４１５
摘要：换热器作为一种交换热量的设备，有强化传热措施传热阻力小、热能力大的特点，具传也

管壳式换热器的换热管强化传热技术浅述

管壳式换热器的换热管强化传热技术浅述本文主要介绍了管壳式换热器换热管强化传热技术，分析了各自的原理、优缺点及推荐的使用场合。

采用节能技术的换热器不仅提高了能源的利用率,而且减少了金属材料的消耗,对化工行业提高经济效益具有重要意义。

一、换热器强化传热技术的概述近20年来，石油、化工等过程工业得到了迅猛发展。

各工业部门都在大力发展大容量、高节能设备，因此要求提供尺寸小、重量轻、换热能力大的换热设备。

特别是始于20世纪60年代的世界能源危机，加速了当代先进换热技术和节能技术的发展。

强化传热已发展成为第二代传热技术，并已成为现代热科学中一个十分引人注目图1：管壳式换热器结构图的、蓬勃发展的研究领域。

换热器作为一种实现物料之间热量传递的节能设备,在化工、石油、石油化工、冶金、轻工、食品等行业中就得到了普遍应用。

换热设备传热过程的强化主要是使换热设备能在单位时间内、单位面积上传递的热量达到最大化从而实现下述目的：⑴．减小设计传热面积,以减小换热器的体积和质量⑵．提高现有换热器的换热能力⑶．使换热器能在较低温差下工作⑷．减小换热器的阻力,以减少换热器的动力消耗二、强化传热的原理从传热学中我们知道换热器中的传热量可用下式计算，即Q=kFΔT （1）式中：k-传热系数[W/(m2K)]F-传热面积[m2]ΔT-冷热液体的平均温差[K]从上式可以看出，欲增加传热量Q，可用增加k、F或ΔT来实现。

下面我们对此分别加以讨论。

2.1.增加冷热液体的平均温差ΔT在换热器中冷热液体的流动方式有四种，即顺流、逆流、交叉流、混合流。

在冷热流体进出口温度相同时，逆流的平均温差ΔT最大，顺流时ΔT最小，因此为增加传热量应尽可能采用逆流或接近于逆流的布Z。

当然可以用增加冷热流体进出口温度的差别来增加ΔT。

比如某一设备采用水冷却时传热量达不到要求，则可采用氟里昂来进行冷却，这时平均温差ΔT就会显著增加。

但是在一般的工业设备中，冷热流体的种类和温度的选择常常受到生产工艺过程的限制，不能随意变动；而且这里还存在一个经济性的问题，如许多工业部门经常采用饱和水蒸气作加热工质，当压力为15.86×105Pa时，相应的饱和温度为437K，若为了增加ΔT，采用更高温度的饱和水蒸气，则其饱和压力亦相应提高，此时饱和温度每增高2.5K，相应压力就要上升105Pa。

强化传热的方法原理应用

强化传热的方法原理应用引言传热是指热量从一个物体或者系统传递到另一个物体或者系统的现象。

在很多工程和科学领域，例如化工、能源、环境等，强化传热的方法是一项重要的技术。

强化传热指的是通过各种手段来提高传热效率，减少传热阻力，从而实现更好的传热效果。

本文将介绍几种常用的强化传热方法，包括换热器技术、流体增强技术和材料表面处理技术。

换热器技术换热器是一种用来实现热量交换的设备。

它通常包括热传导介质、热源、冷却剂和传热面等组成部分。

换热器技术通过设计和优化传热面积、传热面结构以及流体流动方式等参数来提高传热效率。

以下是几种常见的换热器技术：•管壳式换热器：管壳式换热器是一种常见的传热设备，它由内外两根管道组成。

热源和冷却剂通过内外管道中流动，通过传热面实现热量交换。

通过增加传热面积、优化管道布置和流体流动方式，可以提高传热效率。

•管束式换热器：管束式换热器是一种将多根管子束在一起并与传热面接触的设备。

通过将管子束在一起，可以增加传热面积，提高传热效率。

•管板式换热器：管板式换热器是一种将多根管子与壳体中的固定板相连接的设备。

通过固定板上的孔洞，使得热源和冷却剂可以通过管子进行热量交换。

通过设计孔洞形状和布局，可以优化传热效果。

流体增强技术流体增强技术是一种通过改变流体流动方式来增强传热效果的方法。

以下是几种常见的流体增强技术：•涡流管：涡流管是一种具有特殊内部结构的管子，通过其内部结构可以产生涡流，增加热传导。

在流体流过涡流管时，会产生旋转的特殊流动方式，从而增强传热效果。

•翅片管：翅片管是一种在管子外表面增加翅片的传热设备。

通过增加翅片的表面积，可以增加热量传递的表面积，提高传热效率。

•螺旋管：螺旋管是一种将管道呈螺旋形布置的传热设备。

螺旋管的优势是能够增大流体流动的路径长度，从而增加传热效果。

材料表面处理技术材料表面处理技术是一种通过改变材料表面性质来实现强化传热效果的方法。

以下是几种常见的材料表面处理技术：•表面纳米结构：表面纳米结构是一种通过制备纳米级的表面结构来增强传热效果的方法。

换热器强化传热技术

换热器强化传热技术摘要: 介绍了管壳式换热器壳程强化传热方面所展开的研究工作及取得的成果, 指出了强化传热技术的研究方向。

关键词: 管壳式换热器; 壳程; 强化传热引言管壳式换热器在化工、石油、动力、冶金、制冷、原子能、造船、食品等工业部门中有着广泛的应用。

近40 年来, 国内外对管内强化传热进行了大量的研究, 取得了丰硕的成果,目前已有的强化传热管技术不下百余种。

相比之下, 壳程强化传热方面的研究远远没有管程研究的广泛和深入。

直到20 世纪70 年代, 壳程强化传热技术才开始受到重视, 并取得了较大进展。

壳程强化传热的途径主要有 2 种: 一种是改变管子外形或在管外加翅片, 即通过管子形状和表面特性的改变来强化传热, 如螺纹管、螺旋槽管、外翅片管等强化传热管技术; 再一种是改变壳程挡板或管间支撑物, 以减少或消除壳程流动与传热的滞留死区, 使传热面积得到充分的利用。

第一种途径与管内强化传热技术机理一致, 已有很多文献报道。

管壳式换热器壳程挡板或管束支撑物的发展表现为折流板的改变, 其目的是将泵功最大程度用于增强传热方面, 而不是消耗于管间支撑物。

现有的支撑形式有板式支承、杆式支承、空心环支承和管子自支承。

1板式支撑结构传统的管壳式换热器采用单弓形折流板支承, 壳程流体易产生流动死角, 传热面积无法被充分利用, 因而壳程传热系数低、易结垢、流体阻力大。

并且当流体横向流过管束时,还可能使管子产生诱导振动, 破坏管子及其与管板连接的可靠性。

因此, 为了消除它的弊端, 近20 年来出现了许多新型的壳程折流板支承结构, 如多弓形折流板、整圆形板、异形孔板、网状板、弓形折流板加平行分隔板、螺旋折流板等。

这些新型折流板支承结构的共同特点是尽可能地改善壳程流体流动和传热死区, 降低壳程流体流动阻力, 而且管束的抗振性也能得到增强。

1. 1双弓形及三弓形折流板双弓形折流板在换热器壳侧将流体分成两股平行束, 横向流动的长度(即横流经过的列管数) 大致为具有同样缺口的单弓形折流板的一半, 与具有相同折流板间距和缺口的单弓形折流板相比, 双弓形折流板的压降为可比设备相应值的30 %～50 % , 而传热系数是可比设备相应值的60 %～80% [1 ]。

管壳式换热器（二）：壳程强化传热

管壳式换热器（二）：壳程强化传热管壳式换热器的强化传热主要有以下方式：管程强化传热、壳程强化传热、流体本身物性优化以及复合强化传热等。

本文继续介绍壳程强化传热的内容壳程强化传热可以通过改变换热管外形，在换热管外壁加工翅片形成扩展表面，增加换热面积，提高换热效率，以及通过优化壳程支撑结构来实现壳程强化传热。

壳程管束支撑结构如弓形隔板、螺旋隔板等可以通过引导流体进行流动进行强化传热。

针对管束支撑结构的研究主要集中在螺旋隔板结构的优化方面。

壳程强化传热换热器壳程强化传热包括扩展表面和管束支撑结构等。

扩展表面主要是在传热管外壁加工形成翅片，增加传热面积并对壳程流体进行扰动。

翅片管有多种形式，如图1所示。

常见的有低肋管、光滑扩展翅片、交叉扩展翅片、金属丝带扩展翅片、针翅管、花瓣管等。

针对不同类型的光滑扩展翅片管进行了较多研究。

LIU 等对开孔翅片管换热器进行数值研究，对开孔翅片与光滑翅片进行了对比以及研究不同开孔间距对空气侧传热性能的影响。

当翅片间距为10mm 时，雷诺数为750 的工况下j因子提高0.3%，雷诺数为2350 时j 因子增加8.1%。

SYED 等对不同顶端厚度的翅片进行模拟，如图2所示，结果表明翅片厚度对系统传热具有明显的影响，当β1/β2 为20%，努塞尔数相对三角形翅片增加178%，j 因子增加89%。

IQBAL 等对多种不同翅片状换热器进行数值模拟，发现翅片数量、半径比、特征长度等对传热具有很大影响。

当翅片长度越长、厚度越厚，强化传热越明显，新型的翅片换热管相比传统翅片管努塞尔数可提高312%。

秦朋等对R407C 制冷工质在花瓣型翅片管及低肋管外的冷凝传热性能进行对比，在相同壁面过冷度下，花瓣型翅片管管外冷凝传热系数是光滑管的4.6～5.4 倍，比低肋管提高15%～25%。

翅片管不仅扩大了传热面，又可造成流体的强烈扰动，破坏流体的层流边界层，增加紊流度，使传热效率提高，达到强化传热的效果。

强化传热的途径

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3）增大传热系数K
增强换热器传热效果最积极的措施就是设法提高设备的传热系数。换热器传热系数的大小实际上是由传热过程总热阻的大小来决定，换热器传热过程中的总热阻越大，换热器传热系数值也就越低；换热器传热系数值越低，换热器传热效果也就越差。
我们现在使用最多的提高换热器传热系数的技术就是：在换热器换热管中加扰流子添加物，通过扰流子添加物的作用，使换热器传热过程的分热阻大大的降低，并且最终来达到提高换热器传热系数(K) 值的目的。
为了提高换热器的传热系数，强化换热器的传热效率，国内外出现了多种强化元件及强化措施，主要包括在换热器中使用螺纹管、横纹管、缩放管、大导程多头沟槽管、整体双面螺旋翅片管以及在换热管中加扰流子来强化管内换热等。其中，在换热管中加扰流子添加物进行强化传热在工业上已使用了多年，它可以使换热器总的传热系数出现明显的提高，可以大大节省换热器的传热面积，降低设备重量，节约大量金属材料，它的许多优点已日益引起人们的重视。
1）增大传热面积
扩展传热面积是增加传热效果使用最、最简单的一种方法。这种方法现在已经淘汰。现在使用最多的是通过合理地提高设备单位体积的传热面积来达到增强传热效果的目的，如在换热器上大量使用单位体积传热面积比较大的翅片管、波纹管、板翅传热面等材料。
2）增大平均温度差
加大换热器传热温差△t是加强换热器换热效果常用的措施之一。但是，增加换热器传热温差△t是有一定限度的，我们不能把它作为增强换热器传热效果最主要的手段，使用过程中我们应该考虑到实际工艺或设备条件上是否允许。

强化传热及换热器

换热器的类型
• 换热器是化工,石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位.在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。 • 换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式换热器应用最多。
• ② 提高对数平均温差板式换热器流型有逆流、顺流和混合流型 (既有逆流又有顺流)。在相同工况下，逆流时对数平均温差最大，顺流时最小，混合流型介于二者之问。提高换热器对数平均温差的方法为尽可能采用逆流或接近逆流的混合流型，尽可能提高热侧流体的温度，降低冷侧流体的温度。
③ 进出口管位置的确定对于单流程布置的板式换热器，为检修方便，流体进出口管应尽可能布置在换热器固定端板一侧。介质的温差越大，流体的自然对流越强，形成的滞留带的影响越明显，因此介质进出口位置应按热流体上进下出，冷流体下进上出布置，以减小滞留带的影响，提高传热效率。
1 第一换热器堵的原因
• 来自21#造气的粗煤气,温度为180℃,压力为 2.65～2.75ＭＰａ(表压)首先是进入径流洗涤器,在这里用32#来的酚水,将粗煤气中夹带的粉尘和焦油除去,以保护其后的催化剂, 洗涤后的含尘和焦油的酚水又送回到32#。洗涤后的粗煤气,先在气液分离器内将所夹带的液滴分离掉,然后进入第一换热器,但由于煤气中含有焦油,酚水,冷凝液,粉尘等杂质得不到充分的洗涤,进入第一换热器管程,导致第一换热器堵。
流体旋转法
• 这种强化技术主要用于单相流体管内强制对流换热, 使管内流体发生旋转运动。流体发生旋转可使贴近壁面的流体速度增加,同时还改变了流体的流动结构, 加速了边界层流体的拢动及边界层流体和主流流体的混合,强化传热过程。 • 在实际应用中,能使流体旋转且在工艺上可行的方法有:在管内插入各种可使流体旋转的插入物,诸如扭带、错开扭带、静态混合器、螺旋片及金属线圈等;在换热管内壁上开设内螺纹;采用滚压成型的螺旋槽管及内肋管等。美国在这方面的研究处于领先地位。

浅谈管壳式换热器强化传热

浅谈管壳式换热器强化传热热能1303梁皓天20132586随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。

世界各国在寻找新能源的同时，也更加注重了节能新途径的研发。

强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境，而且能大大节约投资成本。

换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用，使得换热器的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视，各种研究成果不断涌现。

管壳式换热器又称谓列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器，结构一般由管箱、壳体、管束、管板、折流板等部件组成。

目前，国内外工业生产中所用的换热设备中，管壳式换热器仍占主导地位，虽然它在换热效率、结构紧凑性和金属材料消耗等方面，不如其他新型换热设备，但它具有结构坚固，操作弹性大，适应性强，可靠程度高，选材范围广，处理能力大，能承受高温高压等特点，所以在工程中仍得到广泛应用。

管壳式热器固然有其优点，并为产业节能方面做出了巨大的贡献，但在新的节能减排形势下，其缺点（压降大、流动死区、易结垢、震动、传热效果差）严重的限制了其发展和生存的空间，为了节能降耗，提高换热器的传热效率，需要研发能够满足多种工业生产过程要求的高效节能换热器。

因此，近年来，高效节能换热器的研发一直受到人们的普遍关注，国内外先后推出了一系列新型高效换热器。

目前传统强化换热的方法大体上可以分为三类，管程强化传热，壳程强化传热，整体强化传热。

管程强化换热主要有两种方式，一是改变管子形状或者提高换热面积，如：螺旋槽管、旋流管、波纹管、缩放管、螺纹管等；二是增强管内的湍流程度，例如，管内设置各种形状的插入物。

其中，改变换热管设计的方式，如改变换热管形状，或加大管程流体的湍流程度、传热面积，具体的设计对象包括波纹管、伸缩管、翅片管等。

而另一种类型包括管内插物的设计，及通过管内绕丝花环、纽带等，实现管程的湍流程度；相比较来说，在管内插物的形式执行简单、效果较好、投资较少，是目前主要应用的管程强化传热形式。

简述强化传热的方法

强化传热的方法1. 引言强化传热是指通过各种方法和技术提高传热效率和传热速率的过程。

在工程和科学领域中，传热是一个重要的研究方向，它涉及到能源利用效率的提高、设备性能的优化以及节能减排等方面。

本文将探讨几种常见的强化传热方法，包括换热器设计、传热表面改性、流动增强和相变传热等。

2. 换热器设计换热器是一种常用的传热设备，用于实现两种介质之间的热量传递。

通过优化换热器的设计，可以提高传热效率，减少能量损失。

以下是几种常见的换热器设计方法：2.1. 管束换热器管束换热器是一种常见的换热器类型，它由一组平行排列的管束组成。

为了增加传热面积，可以采用多层管束设计。

此外，可以通过增加管束的弯曲程度或采用螺旋形管束来增加流体的流动路径，从而增强传热效果。

2.2. 多层板式换热器多层板式换热器是一种紧凑型的换热器，具有较大的传热面积和较小的体积。

通过增加板间距和采用交错排列的板式结构，可以增强传热效果。

此外，还可以在板间设置流体分配器和流动阻力器，以优化流体的分布和流动状态，提高传热效率。

2.3. 螺旋换热器螺旋换热器是一种紧凑型的换热器，具有较高的传热效率和较小的压力损失。

螺旋换热器采用螺旋形的流道设计，可以增加流体的流动路径，增强传热效果。

此外，还可以通过调整螺旋角度和螺旋半径来改变流体的流动状态，进一步提高传热效率。

3. 传热表面改性传热表面的改性是一种常见的强化传热方法，通过改变传热表面的形态和性质，可以增加传热系数，提高传热效率。

以下是几种常见的传热表面改性方法：3.1. 翅片增强翅片增强是一种常用的传热表面改性方法，通过在传热表面上安装翅片，可以增加传热表面积，提高传热效率。

翅片的形状和尺寸可以根据具体需求进行设计，常见的翅片形式包括直翅片、弯曲翅片和扭曲翅片等。

3.2. 微细结构表面微细结构表面是一种通过在传热表面上制造微小的凹凸结构来增强传热效果的方法。

这些微细结构可以增加传热表面积，提高传热系数。