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《淺談?chuàng)Q熱器研究應(yīng)用的發(fā)展前景》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、淺談?chuàng)Q熱器研究應(yīng)用的發(fā)展前景摘要換熱器是化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用相當廣泛的單元設(shè)備之一。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,換熱器在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中的投資大約占設(shè)備總投資的30%,海水淡化工藝裝置則幾乎全部是由換熱器組成的。對國外換熱器市場的調(diào)查表明,雖然各種板式換熱器的競爭力在上升,但管殼式換熱器仍占主導(dǎo)地位約64%。新型換熱元件與高效換熱器開發(fā)研究的結(jié)果表明,列管式換熱器已進入一個新的研究時期,其流體力學(xué)性能、換熱效率、抗振與防垢效果從理論研究到結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面也均有了新的進步。目前各國為改善該換熱器的傳熱性能開展了大量的研究,主要包括管程結(jié)構(gòu)和殼程結(jié)構(gòu)強化傳熱的發(fā)展。關(guān)
2、鍵詞換熱器現(xiàn)狀研究應(yīng)用前景一、換熱器的國內(nèi)研究現(xiàn)狀換熱器按其功能分為：如冷凝器、蒸發(fā)器、再熱器、過熱器等，按換熱部件的特點可分為：管殼式換熱器、翅片管式換熱器、板式換熱器（包括板片式換熱器和板翅式換熱器）。對于各型換熱器的強化換熱技術(shù)的研究，主要集中在對換熱器內(nèi)流體流態(tài)變化以及對各部件的參數(shù)優(yōu)化研究兩方面，而對換熱器部件參數(shù)的主要研究對象就是換熱管（板）排列方式（順排或叉排）、換熱管（板）排數(shù)、換熱管（板）間距大小、肋片布置間距、肋片形狀等。通常的研究方法包括：數(shù)值模擬計算、實驗方法研究、理論研究三類。二、當前存在的主要問題當前,高溫?zé)峁軗Q熱
3、器在傳熱方面還面臨兩大急需解決的問題:1.過渡段的銜接不合理,導(dǎo)致部分熱管處于不工作和非正常工作狀態(tài)。2.結(jié)構(gòu)龐大,成本昂貴,極大地阻礙了高溫?zé)峁軗Q熱器工業(yè)化應(yīng)用進程。三、要解決好上述問題的關(guān)鍵1.優(yōu)化高溫?zé)峁軗Q熱器結(jié)構(gòu)有兩個途徑:一是對單根熱管進行傳熱強化研究;二是合理預(yù)測殼程的流場與溫度場的分布,二者的優(yōu)化組合研究是今后熱管換熱器強化傳熱技術(shù)發(fā)展的方向。2.過渡段的強化傳熱對優(yōu)化高溫?zé)峁軗Q熱器結(jié)構(gòu)、安全銜接各區(qū)域熱管換熱器起著非常重要的作用。四、研究應(yīng)用的發(fā)展前景（一）換熱器研究的發(fā)展前景換熱器肋片換熱的研究應(yīng)該注重基礎(chǔ)性的理論研究創(chuàng)新，
4、尋求建立能支撐肋片設(shè)計選型的系統(tǒng)化的理論，同時要結(jié)合實驗研究，尋求實際應(yīng)用中最節(jié)能的肋片參數(shù)值。換熱器制造商和設(shè)計人員對于換熱器肋片外型、布置仍然沒有可靠的理論依據(jù)，傳統(tǒng)的肋片布置方式在換熱效率上不如換熱管表面設(shè)置的針狀或圓臺狀肋。換熱的散布規(guī)律仍然還不明晰，理論研究非常薄弱；對替代傳統(tǒng)的平板和環(huán)狀肋片的高效換熱肋片研究甚少。新型換熱管的形狀研究過少，目前的研究僅局限于傳統(tǒng)的圓形或矩形換熱管上，對更高效的換熱管型的探索研究比較缺乏。對換熱管排數(shù)和排列方式對換熱器整體換熱性能的影響研究的理論體系還沒形成，目前對于此方面的研究多以實驗研究為主，然
5、后從實驗中提取經(jīng)驗公式，關(guān)于管排數(shù)的純理論的換熱理論還沒有得到建立。作為衡量換熱器性能時的換熱效率，已不能作為換熱器設(shè)計選型的標準，換熱效率高并不意味著制造成本的節(jié)省以及換熱效果最佳化；傳熱因子和摩擦因子是比較合適的衡量換熱器整體性能的指標，但是需要綜合考慮此兩種因素后建立換熱器最優(yōu)化換熱的統(tǒng)一理論，單一的考慮換熱因子或者摩擦因子的大小對于衡量換熱器換熱性能沒有任何意義。近幾年來,隨著高溫?zé)峁芗夹g(shù)研究的不斷成熟和深入,高溫?zé)峁軗Q熱器的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴大,目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用和國防等各個領(lǐng)域。在冶金、化學(xué)、陶瓷、建材及輕工等工業(yè)生產(chǎn)中,常需
6、要500℃以上的清潔空氣以滿足助燃、干燥和供氧等需要,采用高溫?zé)峁芸諝饧訜崞骺梢暂p易地達到這一要求,并且從根本上解決常規(guī)空氣加熱器所無法解決的傳熱難題。（二）換熱器技術(shù)的發(fā)展前景1.整體裝置設(shè)計的數(shù)據(jù)庫技術(shù)傳統(tǒng)的整體裝置設(shè)計任務(wù)是由各個部門的工作小組分別對其中的某一項進行設(shè)計,并通過設(shè)計說明書相互聯(lián)系來完成的,而最近發(fā)展起來用于整體裝置設(shè)計的數(shù)據(jù)庫技術(shù),可以使這種繁重的任務(wù)變得簡單起來。通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),不同類型的設(shè)計應(yīng)用軟件可以有機地形成一個整體,設(shè)計者只需通過數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)向應(yīng)用軟件中輸入相關(guān)參數(shù),便可得到更多的關(guān)于設(shè)計任務(wù)的數(shù)據(jù),并且這些
7、數(shù)據(jù)可以反饋到數(shù)據(jù)庫中。隨著CAD軟件包和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展,用于整體裝置設(shè)計的數(shù)據(jù)庫技術(shù)必定會代替手工計算設(shè)計方法。2.計算流體力學(xué)(CFD)和模型化設(shè)計的應(yīng)用在換熱器的熱流分析中,引入計算機技術(shù),對換熱器中介質(zhì)的復(fù)雜流動過程進行定量的模擬仿真。目前,基于計算機技術(shù)的熱流分析已經(jīng)用于自然對流、剝離流、振動流和湍流熱傳導(dǎo)等的直接模擬仿真,以及對輻射傳熱、多相流和稠液流的機理仿真模擬等方面。在此基礎(chǔ)上,在換熱器的模型設(shè)計和設(shè)計開發(fā)中,利用CFD的分析結(jié)果和相對應(yīng)的模型實驗數(shù)據(jù),使用計算機對換熱器進行更為精確和細致的3.換熱器強化傳熱技術(shù)的發(fā)展以采
8、用強化傳熱元件和改進換熱器結(jié)構(gòu)為主的強化傳熱技術(shù)是一種能顯著改善換熱器傳熱性能的節(jié)能技術(shù)。根據(jù)傳熱物流條件的不同情況,殼程傳熱強化的研究必然與強化傳熱管的優(yōu)化組合相
