各种换热器的原理.doc

各种换热器的原理、特点及适用范围 【关键词】换热器 【摘要】本文简单介绍了各种换热器的原理、特点及适用范围。 一、T 型 翅 片 管 一、原理及特点 ? 1、原 理 T型翅片管是由光管经过滚轧加工成型的一种高效换热管。其结构特点是在管外表面形成一系列螺旋环状T型隧道。管外介质受热时在隧道中形成一系列的气泡核，由于在隧道腔内处于四周受热状态，气泡核迅速膨大充满内腔，持续受热使气泡内压力快速增大，促使气泡从管表面细缝中急速喷出。气泡喷出时带有较大的冲刷力量，并产生一定的局部负压，使周围较低温度液体涌入T型隧道，形成持续不断的沸腾。这种沸腾方式在单位时间内，单位表面积上带走的热量远远大于光管，因而这种管型具有较高的沸腾传热能力。 2、特 点 ⑴传热效果好。在质中T管的沸腾给热系数比光管高1.6-3.3倍。 ⑵常规的光管换热器，只有当热介质的温度高于冷介质的沸点或泡点12℃-15℃时 ，冷介质才会起泡沸腾。而T型翅片管换热器只需2℃-4℃的温差，冷介质就可沸腾，且鼓泡细密、连续、快速，形成了与光管相比的独特优势。 ⑶以氟利昂11为介质的单管实验表明，T型管沸腾给热系数可达光管的10倍；以液氨为介质的小管束实验结果，总传热系数为光管的2.2倍；C3、C4烃类分离塔的再沸器工业标定表明，低负荷时，T型管总传热系数比光滑管高50%，大负荷时高99%。 ⑷较铝多孔表面传热管的价格便宜。 ⑸由于隧道内部的气液扰动非常激烈以及气体沿T缝高速喷出，因而无论是 T型槽内部还是管外表面，都不易结垢，这一点保证了设备能长期使用而传热效果不会受到结垢的影响。 二、应用场合 只要壳侧介质比较干净、无固体颗粒、无胶质，均可采用T型翅片管作换热元件，形成T型翅片管式高效换热器，以提高壳侧沸腾传热效果。二、低螺纹翅片管 一、?? 原理及特点 ? 1、原 理 低螺纹翅片管是普通换热管经轧制在其外表面形成螺纹翅片的一种高效换热管型，其结构如图所示： 这种管型的强化作用是在管外。对介质的强化作用一方面体现在螺纹翅片增加了换热面积；另一方面是由于壳程介质流经螺纹管表面时，表面螺纹翅片对层流边层产生分割作用，减薄了边界层的厚度。而且表面形成的湍流也较光管强，进一步减薄边界层厚度。综合作用的结果，使该管型具有较高的换热能力。当这种管型用于蒸发时，可以增加单位表面上气泡形成的数量，提高沸腾传热能力；当用于冷凝时，螺纹翅片十分有利于管下端冷凝液的滴落，使液膜减薄，热阻减少，提高冷凝传热效率。 2、特 点 ⑴加工成本较低； ⑵适用面广。对壳程介质的蒸发、冷凝、气态流传热、液态流传热均有强化作用； 二、?? 适用场合 只要壳侧介质比较干净、无腐蚀、不结垢，均可采用低螺纹翅片管作换热元件，形成低螺纹翅片管式高效换热器。、空心环支撑缩放管 ? 一、原理及特点 1、原理 空心环支撑缩放管换热器是以缩放管为传热元件，折流板采用空心环式支撑结构形成的一种新型高效换热器。该换热器的缩放管经轧制而成,轧制后在管的轴向形成了有规律的扩张段和收缩段。与光滑管相比，在轴向流场方向，流体局部（缩段或放段）的流速和压力形成周期性变化，使横向湍动增强，因而可以在较小的Re数下进入湍流状态（湍流状态下，同一介质间的热交换能力增强，介质均温性增加，换热管两侧表面介质温差加大，使换热速度加快。）；另外，在每一波节的转换处，由于流体速度和方向发生改变因而形成局部湍流，减少了边界滞留底层的厚度，增大了膜传热系数，提高了换热能力。空心环管支撑方式将支撑板的管桥变成壳程介质的流通通道，变普通的横向折流为纵向流，这种流动方式,流体的形体阻力非常小，可使绝大部分流体的压降作用在强化传热管的粗糙传热界面上，用于促进界面上的对流传热，可充分发挥强化管的传热强化作用，及有效地避免了各类壳程支撑物对流体形体阻力的不利影响，在低流阻条件下获得高的传热性能。 ? 2、特点 管程和壳程可同时强化传热 壳程流阻小。与光滑管相比，在提高整体传热能力30%-50%以上时，壳侧压降仅为光滑管的50%-80%。 除了横向折流的死区，减少积垢，提高了使用寿命。 程介质纵向流动减少了管子振动，有效地减少了因管束振动引起的换热管早期破坏。 缩放管的特定形状，在波节的过渡处形成的局部湍流区对此处的换热表面有一定的冲刷作用，因而具有良好的抗垢功能。 与其它强化管对介质有佷严的洁净要求相比，缩放管允许流体当中含有一定量的杂质，因而适用介质的范围更宽。扩产改造中，往往只需更换管束，便可满足处理量增加20%-30%的新工况，设备基础，配管均无需改动 二．适用场合 除蒸发和冷凝强化作用不明显外，其它各种形式的换热器均可采用空心支撑缩放管这种结构进行强化传热。 三．规格型号 各种规格、形式的普通换热器均可采