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内展翅片管换热器应用现状简析




目前广泛应用的换热器主要有:列管式、螺旋板式、板式和肋片(外翅) 式等几种。在这些换热设备中,热量由高温流体传给低温流体过程中的主要阻力(热阻) 来自于以下几个方面:两侧介质与换热管内、外壁之间的对流换热热阻、管壁本身的热阻以及两侧介质的污垢热阻,一般换热器都采用金属薄壁作为换热面,这样管壁本身的热阻就是非常小的,强化换热的潜力不大。这样强化换热器的换热性能主要就是要强化两侧介质与换热管内、外壁之间的对流换热热阻。


根据传热学可知,强化传热过程,提高传热速率,可从以下几方面采取措施:
(1) 增大传热面积———增大传热面积是加大单位时间传热量的有效方法之一,这常用于传热膜系数小的流体这一侧,一般采用翅片管或翅片壁面。
为使热量充分交换,热交换器要有足够的换热面积,但过多的换热面积是不恰当的,因为它提高了设备费用,而在冷热流体量一定时的换热量并不随换热面积增大而成正比的增大。


(2) 提高传热温差———为得到较高的传热温差,应尽量选用逆流操作,只是在防止最终过热或过冷时才采用并流。
提高传热温差的另一种方法是提高加热流体的温度或降低冷却用流体的温度,但这往往受到客观条件的限制。高温和低温在工业技术上都有可能获得,但从经济角度和节约能源考虑,生产中很少采用过高温度或低温冷冻。


(3) 提高传热系数K———提高传热系数K的
数值取决于各项热阻总和的大小。当两侧流体的热阻相差悬殊时,应尽量减少传热膜系数α值小的一侧流体的热阻,如加大该侧流体的流速,促进该侧流体的湍流程度等。若两侧流体的α值相近并均较小,则应同时设法减少两侧热阻。此外如果管壁有污垢,具有较大的热阻,需要予以清洗。


提高传热效率的另一措施是选择传热膜系数高的载体,如采用熔盐、液态金属等。在通常情况下,外界客观条件受到限制,提高传热温差几乎在现实设备运行中不予采纳。



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