管壳式换热器强化传热技术概述_齐洪洋

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1、经验交流管壳式换热器强化传热技术概述齐洪洋，高磊，张莹莹，周辰琳(辽宁石油化工大学，辽宁抚顺113000)摘要:总结了近年来国内外新型管壳式换热器的研究进展，从管程、壳程、管束三方面介绍了管壳式换热器的发展历程、结构改进及强化传热机理，并与普通弓形折流板换热器进行对比，概括了各式换热器的强化传热特点。最后指出了换热器的研究方向。关键词:管壳式换热器;强化传热;研究方向中图分类号:TH183．1;TE965文献标识码:B文章编号:1001－4837(2012)07－0073－06doi:10．3969/j．issn．1001－4837．2012．07．

2、014OverviewoftheShellandTubeHeatExchangersaboutHeatTransferEnhancementTechnologyQIHong－yang，GAOLei，ZHANGYing－ying，ZHOUChen－lin(LiaoningShihuaUniversity，Fushun113000，China)Abstract:Theresearchprogressofshellandtubeheatexchangerweresummarized．Thedevelopment，structuralimprovementa

3、ndheattransferenhancementoftheheatexchangerswereintroducedthroughthreeaspects，e．g．tubepass，shellpassandthewholetubbundleetc．Comparedwiththetraditionalseg-mentalbaffleheatexchanger，varioustypesofheatexchangers'characteristicsaboutheattransferen-hancementwereepitomized．Atlast，the

4、studyingdirectionsofheatexchangerswerepointedout．Keywords:shellandtubeheatexchanger;heattransferenhancement;studyingdirection～80%。弓形折流板换热器固然有其优点，并在0引言产业节能方面做出了巨大贡献，但在新的节能减排形势下，其缺点(压降大、存在大量流动死区、《“十二五”节能减排综合性工作方案》明确振动大、传热效率低等)严重限制了自身的生存提出，到2015年，全国万元国内生产总值能耗下和发展空间，同时也推进了强化传热理论和换热

5、降到0．869吨标准煤;“十二五”期间，实现节约器的发展。能源6．7亿吨标准煤。主要实施的措施是调整优化产业结构，加快淘汰落后产能，推动传统产业改1强化传热理论的工程应用造升级，加快节能减排技术开发和推广应用，重点［1］推广高效换热器等节能减排技术。根据强化传热理论，在管的两侧范围内，我国石化行业的换热设备以管壳式换热器为需要增大传热系数较小的一侧才能有效改进总传主，而且传统弓形折流板换热器占到总量的70%热系数。由于无法确定所有工况下，需要增大管·73·CPVT管壳式换热器强化传热技术概述Vol29.No72012［5］内或管外的传热系数以得到最高

6、的总传热系数，过数值模拟研究，李占峰等发现在湍流工况因此，强化传热理论在工程中的应用不是单一的下，随着流速的增加，换热器性能越好。模拟使用模式，而是呈现出3种趋势，即对管内、管外、管束的螺旋槽管平均Nu数大约是光管的1．6～2．1整体的强化传热。无论是那种类型的强化传热结倍，阻力系数大约是光管的1．5～4．5倍。［6］构，都已经细化出许多更新类型，且其适用的工作通过对该管型污垢的试验研究，曾力丁等环境和强化效果各异。发现螺纹管可用于预防或减轻污垢的堆积。试验1．1管程强化传热结果表明，螺纹管的热阻是光管的52%～88%，高效强化传热管的研究一直是传热

7、领域最活努塞尔数是光管的1．8倍。当流体流速从0．25［2］跃和最有生命力的重要研究课题。管程强化m/s增加到0．75m/s，污垢热阻将减小至66．7%。传热技术可归结为两个方面，其一是改变换热管(2)翅片管换热器形状以加大管程流体湍流程度或传热面积，如螺翅片管是1971年由美国人首先提出来，后经纹管、伸缩管、波纹管、翅片管等，其中研究较多、过日本、前苏联等国进行了大量研究工作，不断完较典型的是螺纹管和翅片管;另一种是管内插物，善而成的一种换热元件。翅片管是由光管外接翅用来增强管程湍流程度，常见的有管内插纽带、绕片制成，其连接部分可以采用焊接和胀接等

8、方式。丝花环等，其中，内插纽带由于制造简单，传热效该结构既增大了传热面积，又造成了强烈的扰动，果优良，得到了