浮頭式換熱器的設計文獻綜述

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1、浮頭式換熱器的設計文獻綜述?化學生物學專業(yè)：茹意指導老師：彭鋼摘要：進入8O年代以來，由于制造技術(shù)、材料科學技術(shù)的不斷進步和傳熱理論研究的不斷完善，有關(guān)換熱器的節(jié)能設計和應用越來越引起關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計，換熱器的投資約占全部設備投資的40％?。因此，從節(jié)能、節(jié)材和節(jié)約資金角度來說，如何選用高效換熱器已不可避免地成為每個工程設計人員面臨的問題。目前，節(jié)能減排已成為我國“十二五”期間重要戰(zhàn)略的舉措，高效節(jié)能換熱器的研究也成為當今地下?lián)Q熱領(lǐng)域研究的熱點[1]。?關(guān)鍵詞：換熱器；傳熱系數(shù)；浮頭式換熱器二、正文?1.國

2、內(nèi)外換熱器的發(fā)展以及分類?1.1國強化傳熱系數(shù)指提高流體和傳熱之間的傳熱系數(shù)。其主要方法歸結(jié)為下述兩個原理：溫度邊界層減勃和調(diào)換傳熱面附近的流體。因此最近十幾年來，強化傳熱技術(shù)受到了工業(yè)界的廣泛重視，得到了十分迅速的發(fā)展，凝結(jié)是工業(yè)中普遍遇到的另一種相變換熱過程，凝結(jié)換熱系數(shù)很高，但經(jīng)過強化措施還可以進一步提升換熱效率。?管外凝結(jié)換熱的強化對冷卻表面的特殊處理，主要是為了在冷卻表面上產(chǎn)生珠狀凝結(jié)。珠狀凝結(jié)的換熱系數(shù)可比通常的膜狀凝結(jié)高5~10倍，由于水和有機液體能潤濕大部分的金屬壁面，所以應采用特殊的表

3、面處理方法（化學覆蓋法、聚合物涂層法和電鍍法等），使冷凝液不能潤濕壁面，從而形成珠狀凝結(jié)。用電鍍法在表面涂一層貴金屬，如金、鉑、鈀等效果很好，缺點是價格昂貴。冷卻表面的粗糙化粗糙表面可增加凝結(jié)液膜的湍流度，亦可強化凝結(jié)換熱。實驗證明，當粗糙高度為0.5mm時，水蒸氣的凝結(jié)換熱系數(shù)可提高90%。值得注意的是，當凝結(jié)液膜增厚到可將粗糙壁面淹沒時，粗糙度對增強凝結(jié)換熱不起作用。有時當液膜流速較低時，粗糙壁面還會滯留液膜，對換熱反而不利。?采用擴展表面，5在管外膜狀凝結(jié)中常常采用低肋管，低肋管不但增加換熱面積，

4、而且由于冷凝流體的表面張力，肋片上形成的液膜較薄，因此其凝結(jié)換熱系數(shù)可比光管高75%~100%。應用螺旋槽管和管外加螺旋線圈。螺旋槽管，管子內(nèi)外壁均有螺紋槽，既可強化冷凝換熱，又可強化冷卻側(cè)的單相對流換熱，與光管相比其凝結(jié)強度可提高35~50%。在管外加螺旋線圈，由于表面張力使凝結(jié)液流到金屬螺旋線圈的底部而排出，上部及四周液膜變薄，從而凝結(jié)換熱系數(shù)有時甚至可提高2倍。管內(nèi)凝結(jié)換熱的強化擴展表面法，采用內(nèi)肋管是強化管內(nèi)凝結(jié)的最有效的方法，試驗表明，其換熱系數(shù)比光管高20~40%。按光面計算則換熱系數(shù)可高1

5、~2倍。?采用螺旋槽管等流體旋轉(zhuǎn)法可以強化凝結(jié)換熱。換熱效率同比提升30%，但此時流動阻力也會增加。??改變傳熱面形狀的方法有多種，其中用于無相變強化傳熱的有橫波紋管、螺旋螺紋管和縮放管，還有螺旋扁管和偏置折邊翅片管。都是高效換熱元件。?值得注意的是，在強化凝結(jié)換熱之前，應首先保證凝結(jié)過程的正常進行。例如，排除不凝氣體的影響，順利地排除冷凝液等。改變實踐證明，在降低流體在殼程的阻力并保證流體在湍流狀態(tài)下流動，這樣才能充分的提高介質(zhì)的換熱系數(shù)，內(nèi)翅片管、橫螺紋管、螺旋螺紋管都一樣，不但可用于單相對流傳熱，

6、也可以有效的用于管內(nèi)流動沸騰傳熱（螺紋管在湍流時可使對流傳熱系數(shù)增加一倍多）。當然現(xiàn)在各式換熱器的設計各有新穎之處，結(jié)構(gòu)上各具特色。原有的換熱器廠家最近也研制出一種新型Hybrid換熱器，他克服了板式因密封問題而受到限制的弱點，很有發(fā)展前途。??近年來，隨著制造技術(shù)的進步，強化換熱元件的開發(fā)，使得新型高效換熱器的研究有了較大的發(fā)展，根據(jù)不同的工藝條件與工況設計制造了不同結(jié)構(gòu)形式的新型換熱器，也取得了較大的經(jīng)濟效益。故我們在選擇換熱設備時一定要根據(jù)不同的工藝、工況要求選擇。換熱器的作用可以是以熱量交換為目

7、的。在即定的流體之間，在一定時間內(nèi)交換一定數(shù)量的熱量；也可以是以回收熱量為目的，用于余熱利用；也可以是以保證安全為目的，即防止溫度升高而引起壓力升高造成某些設備被破壞。換熱器的作用不同，其設計、選型、運行工況也各不相同。對換熱器的基本要求是換熱器要滿足換熱要求，即達到需求的換熱量和熱媒溫度;換熱器的熱損失要少，換熱效率要高;流動阻力要小;要有足夠的機械強度，抗腐蝕和抗損壞能力要強，維護工作量要少;結(jié)構(gòu)要合理，工作要安全可靠，即零部件之間因為溫升而產(chǎn)生的熱應力不會導致?lián)Q熱器破裂;要便于制造、安裝和檢修;經(jīng)

8、濟上要合理，設奮全壽命期的總投資要少（總投資包括設備及附屬裝置初投資費用和運行維護管理費用）;生活熱水系統(tǒng)的換熱器應易于清除水垢，以上要求常常相互制約，難于同時滿定，因此應視具體情況，在換熱器的選型和設計中有所側(cè)重，滿足工程對換熱器的主要要求。因為換熱器故障率較低，并且供暖為季節(jié)性負荷，有足夠的檢修時間，生活熱水系統(tǒng)暫停供熱也不會造成重大影響，所以可不設備用換熱器。換熱器臺數(shù)的選擇和單臺能力的確定應適應熱負荷的分期增長，并考慮供熱的可靠性。