《强化传热技术进展》ppt课件

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1、强化传热技术进展UPC-HJ一、强化传热技术简介强化传热技术是指能显著改善传热性能的节能新技术，其主要内容是采用强化传热元件,改进换热器结构,提高传热效率,从而使设备投资和运行费用最低,以达到生产的最优化。强化传热的主要途径有提高传热系数、扩大传热面积和增大传热温差三种。2004.7.3UPC-HJ强化传热研究的主要任务是改善、提高热传播的速率，以达到用最经济的设备来传递规定的热量，或是用最有效的冷却来保护高温部件的安全运行，或是用最高的热效率来实现能源合理利用的目的。2004.7.3UPC-HJ二、强化传热的主要途径强化传热技术就是当高温流体和低温流体在某一传热面两侧流动时，使单位时间

2、内两流体间交换的热量Q增大。从传热速率方程式Q=KA△tm可知，扩大传热面积A、加大平均温差△tm和总传热系数K均可提高传热速率，在换热器的研究、设计和使用操作中，大多均从这三要素来考虑强化传热过程。2004.7.3UPC-HJ1、采用高效能传热面为了加大传热面积A而增加换热设备体积，会给制造、安装、操作带来困难，显然不是最佳方案。应提高换热器的紧凑性，用最少的材料费取得最大的传热量，即增加单位体积设备的有效传热面积。其主要措施包括:2004.7.3UPC-HJ1)合理布置受热面。采用合适的管间距或排列方式(叉排)，不仅可加大单位空间所能布置的传热面积，还可以改善流动特性；采用合适的导流

3、结构，管外改横向冲刷为纵向冲刷，并最大限度地消除管壳式换热器挡板处的传热不活跃区。2004.7.3UPC-HJ2)扩大热传递面表面积。采用高、低翅片管、螺纹管等，或直接将管子表面用轧制、打扁或爆炸成型等方法制成凹凸形、波纹形、椭圆形及扁平状等，这类传热面共同特点是加大传热面积和促进湍流，因而传热效率很高，但要注意流体阻力也迅速增加。2004.7.3UPC-HJ3)采用紧凑式换热器。与管式换热器相比,因单位体积的增大波纹平板式、螺旋板式、板壳式及板翅式等换热器的传热系数可增加数倍以上，很有发展前途。但同时制造工艺、运行检修及力学性能方面也存在不利的因素。2004.7.3UPC-HJ4)提高

4、原有热传递表面。将表面憎水性的涂层或涂上多孔性的覆盖层等，这除了增加表面积和粗糙度外，还改变了表面的润湿性和汽化核心数目，对于有相变换热的增强往往具有特殊意义。如凝汽器的传热管表面即可做此处理。2004.7.3UPC-HJ2、加大平均温差△tm的措施1)尽量采取近于逆流的传热方式。逆流平均温差大于顺流平均温差。但对于各种多程折流或交流即有顺流又有逆流在任何条件下都有利。2)提高热流体温度或降低冷流体温度。若条件允许，提高热流体的温度T或降低冷流体t，都能加大其温差T-t，从而加大△tm。但要防止当温度过高或过低可能出现的结垢、物料沉淀或结晶等现象，导致传热恶化。因此在设计中必须考虑该问题

5、。2004.7.3UPC-HJ3、　提高总传热系数提高总传热系数K是当今传热强化研究的重点。平均面传热的计算公式为：1/K=1/α1+R1+δ/λ+R2+1/α2式中1/K为传热总传阻，α1、α2为传热面两侧的对流传热系数，R1、R2为两侧污垢热阻。减小对流传热的热阻。即提高两侧的对流传热系数α1、α2，具体改变α1(或α2)方法。2004.7.3UPC-HJ减小污垢热阻。运行中的传热设备期表面常有结垢或结灰,这会导致传热速率降低,严重时效率降幅可达30%目前设计均是根据经验或半经验,以作为估算K值的依据。有时为满足工艺传热要求,认为选取较大的污垢热阻比较安全可靠,这就要加大传热面积,但

6、这将使介质流速降低,从而反会降低传热效率。2004.7.3UPC-HJ三、强化传热技术概况从强化的传热过程来分，分为导热过程的强化、单相对流传热过程的强化、沸腾传热过程的强化、凝结传热过程的强化和辐射传热过程的强化。从提高传热系数的各种强化传热技术来分，可分为有功技术和无功技术，也将其称为有源强化技术和无源强化技术，主动式强化技术和被动式强化技术。2004.7.3UPC-HJ强化对流传热，它主要在扩大加热管的有效面积但又不过分增大流阻的条件下，将加热管子内外表面扎制成各种不同的表面形状,促进流体产生湍流,提高传热性能。2004.7.3UPC-HJ强化沸腾传热是通过改良传热表面的性能，来强

7、化沸腾传热，这种表面改良既要符合传热机理的要求，也要充分发挥其特点，如表面多孔管、管内表面涂层等都可以使汽化核心的数量大大增加，从而使沸腾传热系数大幅度提高。2004.7.3UPC-HJ液膜传热也是一种很好的强化传热方式，降膜蒸发为液膜传热的一种形式，目前降膜蒸发设备常用的有板式降膜蒸发器和管式降膜蒸发器两种。为了强化传热、提高传热效率，在平板降膜蒸发的基础上，开发了异形坚板等降膜蒸发器；并对直管式降膜蒸发器进行了改进和大量研究，波