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當前對傳統管殼式換熱器的研究有哪幾個方面

  管殼式換熱器作為一種傳統的換熱設備,適應性廣,結構較簡單,操作方便,造價低,清洗方便,適用于高溫高壓等條件,目前在我國煉化生產中仍很重要;但其傳熱效率低,同等換熱負荷所需傳熱面積大,設備過重。當前對其研究主要集中在三個方面:管程強化傳熱、殼程強化傳熱、整體強化傳熱。
  1、管程強化傳熱
  通過螺紋管、波紋管等強化管代替光管改變傳熱面形狀,進而擴大傳熱面積強化管程傳熱效果,一般可增加傳熱系數15%左右。由于結構較為簡單,容易加工,投資相對較低。
  2、殼程強化傳熱
  通過在殼側設置折流板等導流支撐元件而實現殼側傳熱效果的強化。弓形折流板換熱器是一種早期應用較廣的換熱器,殼程流體整體成“Z”型流動,結構簡單,加工容易;但換熱效率較低,壓降大,振動大,存在流動死區,已經逐漸被新型管殼式換熱器取代。螺旋折流板式換熱器通過采用一系列沿軸線展開的1/4螺旋折流板作為殼程側支撐結構,形成近似螺旋柱塞流動,影響邊界層的形成;在強化傳熱的同時,減少了流動死區,減小了壓降,比較適合高黏度介質(能保持較高傳熱效率),但1/4螺旋折流板存在三角漏流區。
  該技術在石化行業有了推廣應用。連續螺旋折流板換熱器是通過采用連續螺旋折流板作為殼程側支撐結構,減少了1/4螺旋折流板形成的漏流區,使流體形成了連續而不間斷的螺旋曲面運動,流體流速大,且穩定無脈沖,減少了換熱管束的振動,傳熱效率提高。
  3、整體強化傳熱
  扭曲管換熱器是實現換熱器管程和殼程整體強化的一種換熱器。該類型換熱器采用螺旋扭曲管為傳熱元件,管程流體產生以旋轉擾動為主要特征的流動,殼程靠排列緊湊的扭曲管外緣點的接觸起到相互支撐作用,并在換熱管間形成連續的螺旋流動,殼程無折流板,流體無流動死區,強化了傳熱效果。
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