波纹管传热及阻垢性能实验

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1、第２３卷第３期重庆工学院学报（自然科学）２００９年３月Vol．２３No．３JournalofChongqingInstituteofTechnology（NaturalScience）Mar．２００９磁波纹管传热及阻垢性能实验张国钊（上海化工设计院有限公司，上海２０００３２）摘要：根据强化传热理论，应用套管式换热实验台，选择基管外径分别为２５mm的光管和波纹管换热器进行传热性能及阻垢性能实验．实验结果表明：波纹管的总传热系数是光管传热系数的１．１～１．２倍；光管的污垢热阻比波纹管的污垢热阻约高出３５％．关键词：

2、波纹管；光管；换热器；传热性能；污垢中图分类号：TQ０５１．５文献标识码：A文章编号：１６７１－０９２４（２００９）０３－０１１６－０５ExperimentonHeatTransferandFoulingCharacteristicsofCorrugatedTubeZHANGGuo_zhao（ShanghaiChemicalIndustryDesignInstituteCo．Ltd．，Shanghai２０００３２，China）Abstract：Accordingtotheintensifyingtransmit

3、heattheory，adouble_pipeheatinterchangerexperimentsystemisdesigned，andlighttubeandcorrugatedtubewithdiameter２５mmarechosentodotheexperi-mentoftheintensifyingtransmitheatfunctionandfoulingcharacteristics．Theexperimentalresultsshowthatthetotaltransmittingheatcoe

4、fficientofcorrugatedtubeisabout１．１～１．２timesofthatoflighttube，andthatfoulingheatresistanceofcorrugatedtubeisabout３５％higherthanlighttube．Keywords：corrugatedtube；lighttube；heatexchanger；transmitheatfunction；fouling污垢是影响换热设备和换热网络的重要因素运行．因此，对换热设备污垢的研究是非常必要的．之一．污垢

5、的生成能使换热设备总传热系数减小．近年来出现的波纹管换热器，是在传统管壳污垢在设备表面的沉积能提高壁温、影响传热效式换热器的基础上，利用强化传热原理而研制开果、降低生产效率．此外，污垢的沉积还会使流体的发的一种新型传热设备，具有高效、安全、可靠、不流道截面积变小，增大流动阻力．由于污垢的这些污不堵等优点，逐渐受到科研设计人员及各行业不利影响，往往使换热网络优化达不到预期的效广大用户的密切关注．国外对波纹管研究较［１－３］果．某石化公司的皂化废液换热器，因其皂化废液多，均发现波纹管换热能力和阻垢性能都比的固体含量

6、较高，经常导致换热器堵塞，以至停止光管好．国内也有很多学者对波纹管强化传热式磁收稿日期：２００８－１２－１１作者简介：张国钊（１９７９—），男，山东济宁人，硕士，主要从事机泵选型研究．张国钊：波纹管传热及阻垢性能实验１１７［４－６］换热器进行了研究，发现采用波纹管作为换１皂化废液换热器存在的问题热管的换热器综合性能要比将光管作为换热管的换热器优越得多．本研究中以皂化废液换热器为在某石化企业环氧丙烷生产过程中，每小时背景，通过波纹管和光管的对比实验，研究波纹管会排出接近９０℃的皂化反应后的塔底釜液５００～和光管的

7、传热及阻垢性能．６００t，废液的主要成份见表１．表１废液成份组成氯丙醇二氯异丙醚氯丙酮丙二醇Ca（OH）２CaCl２水二氯丙烷其他合计分子量９４．５１１７．１９２．５２７６．１７４．１１１１１８１１３质量分数／％微量０．０１微量０．０６１．４４４．０９９２．９８微量１．４２１００注：其他是指石灰消化后带出的不溶或难溶水的细渣粒，主要是CaCO３．为了回收这些废水热量，特设置热水循环系为波谷深．统．此系统中换热器的壳程走冷却水，管程走皂化波纹管和光管几何尺寸如表２所示．废液．由于废液中含固态量（碳酸钙）较高，导致

8、废热回收换热器堵塞．当出现该问题时，废水只能直接排走，进行自然冷却，浪费大量热能．为了防止此换热器堵塞并节约废水中的热能，本研究中用波纹管代替原有皂化废液换热器的光管进行了实验研究．图１波纹管结构示意图２实验管的材料和几何尺寸本实验采用的波纹管结构如图１所示，它是由光滑直管直接压制成波纹状表面而成，图２为波纹管实物照片．图１中：L１为直段长度；L２为弧段长度；D为图２波纹管实物直段外径