管壳式换热器强化传热技术的途径及应用.pdf

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1、第42卷第3期新材料与新技术化工设计通讯2016年3月NewMaterialandNewTechnologyChemicalEngineeringDesignCommunications管壳式换热器强化传热技术的途径及应用王小翠（阿尔斯通（武汉）工程技术有限公司，湖北武汉430205）摘要：从传热公式出发，分析了管壳式换热器传热强化的主要途径；从强化传热的原理出发，介绍了管壳式换热器强化传热技术的发展方向及常见应用。关键词：管壳式换热器；强化传热；总传热系数中图分类号：TK172文献标志码：B文章编号：1003–6490（2016）03–0060–02ShellandTubeHea

2、tExchangerHeatTransferEnhancementTechnologyWaysandApplicationWangXiao-cuiAbstract：Fromtheheattransferequation，theanalysisofthemainwaysShellandTubeHeatExchangerenhanced；departurefromtheprincipleofheattransferenhancementintroducesshellandtubeheatexchangerstostrengthenthedevelopmentdirectionofhea

3、ttransfertechnologyandcommonapplications.Keywords：shellandtubeheatexchanger；heattransferenhancement；theoverallheattransfercoefficient强化传热可以大幅度提高换热器的效率，即在保证设备低壳程污垢热阻和管程污垢热阻。传热量不变的情况下使其结构更加紧凑，节约材料，降低成1.2扩展传热面积A本，节约能源，同时满足设备安装空间有限等特殊要求。其必须强调扩展传热面积并不是简单靠增大换热器的尺寸中，管壳式换热器由于其适用性广、处理能力大、结构简单、来实现，而是要从设

4、备的结构入手，合理地提高设备单位体清洗方便、能适应高温高压等特点，一直是石油、化工、核积的传热面积，如在设备压降满足要求的前提下减小换热管电等行业应用最普遍的一种换热器。如制氢装置中高温气体管径，相同重量的换热管，管径越小换热面积越大，同时也[1]（T=~1000℃，P=~10MPa）的冷却器多为管壳式，核电系统可以改进传热面的结构，如通过轧制、冲压等成型工艺将换中应用最广的换热器也为管壳式，因此，在设计过程中如何热面加工成凹凸状、波纹型等代替传统的光管。最大程度的有效利用强化传热技术，显著改善管壳式换热器1.3加大对数平均温差△tm传热性能，是设计人员应该关注的重点。对数平均温差

5、主要由冷热两种流体的进出口温度所决定，1根据传热方程分析强化传热的途径可以从结构上采用逆流的方式或接近于逆流的流动排布型式根据总传热方程：以得到较大的△tm。Q=KA△tm另外，在条件允许的情况下，尽量提高热流体的温度，可知，强化传热的途径有提高总传热系数K、扩展传热面降低冷流体的温度，如果加热流体是饱和水蒸气，我们可以积A和加大对数平均温差△tm。设法通过提高蒸汽压力来增大饱和蒸汽的温度，从而提高对1.1提高传热系数K数平均温差；但实际操作中，在加大对数平均温差时不能单提高总传热系数是强化传热过程的积极措施，根据总传一盲目的追求对数平均温差的增加，应兼顾整个系统的经热系数计算公式

6、：济性。2常见强化传热技术的实际应用2.1管侧强化传热式中，h1、h2分别为壳程对流换热系数、管程对流换热系管侧强化传热主要是异型强化传热管的研究，通过改变数，显而易见，总传热系数会随着h1、h2的增大而增大，设计中，传热面的形状，扩大传热面积强化管程传热，用强化管代替通常通过加大雷诺数Re，增加管程或壳程数，增加折流板等原用的光滑管是一种行之有效的方法，常见的强化传热管有方法试算。另外，根据反复验算易知，当h1＜h2时，h1增大，螺旋槽纹管、横纹管、螺纹管、表面多孔管、缩放管、波纹管等。K值会显著增大，直至h1=h2，这时，如果公式中h1继续增大，实现高效换热管结构和制造技术的简

7、单化，降低成本，是推K值增大的速度越来越慢，后来，几乎不在增加。因此，当广各种高效换热管的前提，也是管侧强化传热的发展方向。h1、h2两者差别较大时，我们在设计过程中应考虑如何增大小（1）螺旋槽纹管，亦称螺旋槽管。螺旋槽纹管是一种优者，而当两者差别不大时，应设法同时提高两侧的对流换热良的凹凸的螺旋形槽的高效异形强化传热管件，螺旋槽纹管系数，否则，应考虑其他途径。与其他强化管相比，具有易于制造、结垢少及较好的传热性式中，r0、ri分别是壳程污垢热阻和管程污垢热阻，从公能