管壳式换热器性能调查与研究

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1、管壳式换热器性能调查与研究管壳式换热器性能调查与研究【摘要】管壳式换热器能够进行能量的转换，是一种十分常见的工业设备。换热设备在传输的过程中能量保持有着十分重要的意义。本文将着重分析管壳式换热器建设热量损失的方法，还有如何加强换热器的换热性能。【关键词】管壳式换热器；工业设备；性能1引言目前全世界比较关注的问题是能源问题，解决能源枯竭问题最好的办法是最大程度地降低能源的消耗。我国存储了很多的能源，但是由于我国的人口基数大，因此人均占有的资源比较少。我国人均能源少，而且能源的使用效率低下，工业生产商使用的设备陈旧，致使出现了严重的污染问题。我国能源的使用效率差不多只有百分之三十二,而那些

2、发达国家差不多达到了百分之四十二；我国单个产品需要消耗的能源要比发达的国家高至少百分之三十五，多的时候差不多要达到百分之八十，所以我国的能源使用效率需要提高，这样才能够真正解决人均资源低下的问题。在工业生产上，换热器应用的领域十分宽广，比如说化工、能源、机械等。换热器有很多种类型，区分的类型也大不相同。换热器可以按照使用的目的来分，可以分为加热、冷却、蒸发等；按照制造的材质可以分为金属、陶瓷等换热器；按照温度变化情况来区分，可以分为温度和不稳定换热器；根据换热器的工作原理可以间壁、蓄热和混合换热器。管壳式换热器是间壁式中的一种，这种换热器制造工艺简单，材料便宜，而且换热的效率很高。管壳

3、式换热器广泛应该于工业生产上，使用的换热器有百分之六十五是管壳式换热器。正是因为管壳式换热器的市场占有率，所以主要研究管壳式换热器的传热问题，这能够有效地提高换热器的传热效率，大幅度降低能源消耗，节约能源。2管壳式换热器的研究状况近几十年，国内外对于管壳式换热器进行了大量的研究，主要从阻力、传热等方面进行了研究。一般加强传热效果可以通过两种，一种是主动强化，还有一种是被动强化。主动强化需要强化源，而被动强化则不需要源头。一般主动强化的方法有机械法、电磁法、表面振动法等。冃前主动强化还没有被广泛使用，主要是需要大量资金投入，而且有复杂的使用机理，运作的时候会产生大量的噪音。因此，冃前工业

4、上使用的强化传热技术都是被动的。强化管程主要是为了提高换热管一边的换热效率，一般强化管程的方法有：在管内加入填充物、管了使用新型的制造材料。比如说这些年在市场上面出现了多种类型的换热管，比如说单面管、螺纹管、薄壁纹管、多孔管等管道。管内的填充物主要有螺旋线圈、纽带等。不管是哪一种方式，它们的根本机理都是通过破坏层流的边界层，加快流体的湍流度，这样管子内部的传热系数增大，这样最终提高管道的传热效率。冃前，壳程强化传热的途径主要有两种，一是改变管子外形或在管外加翅片，即通过管了形状或表面性状的改造来强化传热，以提高换热器的效率，如螺纹管、表面多孔管等；另一种方法是将挡板的形式进行改变，这样

5、就能够减少壳程的流动，传热的面积使用效率大幅度增加。3管壳式换热器的结构管壳式换热器…般采用的是板式支撑结构，这种结构的挡板很多,比如说弓形板、网状板等。这些支撑结构都十分新式，而且还具备了共同的特点，这些结构能够把横向流动最大化地减少变为纵向流动，这样就能够消除传热的盲区，最大程度地降低阻力，最终提高壳程的传热效果。3.1双弓和多弓形折流板一般的折流板管壳式换热器都是使用单弓形的挡板，流体在传递的过程中会出现死区。双弓形挡板换热器能够把流体平行划分为两股。因为压力降低和速度的二次方、横流管数等有关系，所以说最好选用间距和缺口一样的双弓换热器。这种类型的换热器的压力降低要明显比单弓的小

6、。弓形不一样，传热系数也会发生改变，传热系数和速度存在关系，但是降低的程度要明显比压力降低的小。因此总的换热性能，双弓板要比单弓板好。三弓折流板和双弓的差不多，是把流体分成三股。3.2螺旋折流板设计螺旋折流板主要是为了改变壳程流体的运动，使得流体运动呈现连续状态。这种流板的优势是大大提升传热系数，同样流体下压力降低下，壳程的结垢也大大减少，阻碍流体发生诱导振动。最佳的折流板应该是连续的螺旋曲面，但是这种曲面在加工的时候比较困难，加上难以把换热管和折流板搭配起来。因此在加工的时候，一般用扇形面板来代替，形成一个近似的螺旋面，这样流体就能够进行螺旋运动。在加工的时候，一般一个螺距使用两块折

7、流板。这种折流板能够强化传热主要是因为螺旋运动和柱塞流动相似，这大大提高了传热。还有就是螺旋流体破坏了边界层，这样就强化了传热。4增强传热的基本途径要提升管壳换热器的换热效果，就需要增加传热。增加传热的方法有很多，最为基本的方法扩大传热面积和提升传热系数。扩大传热面积增强也就是合理地扩大传热的面积，并不单单是增加设备。增大传热面积其实需要对传热结构加以深入研究，这样才能够达到增加传热面积，最终提高换热效果。提高传热材料的传热系数也能够增加换热器