波纹管换热器技术性能强化分析及其在电力供热领域的应用.pdf

3
第 24 卷第 3 期有色矿冶 Vol. 24. №3
2008 年 6 月 NON- FERROUS MINING AND METALL URGY J une 2008
文章编号:1007 - 967X(2008) 03 - 0040 - 04
波纹管换热器技术性能强化分析及其在电力供热领域的应用
吴守杰
[中国有色( 沈阳) 冶金机械有限公司, 辽宁沈阳 110141 ]
摘要:本文阐述了波纹管换热器强化传热机理理论,论述了与传统壳管式换热器各项技术性能
和综合经济指标的比较,分析了热交换设备的必然发展趋势和不断技术创新的必要性。
关键词:湍流;边界层;强化传热;波纹换热管;传热系数
中图分类号: TF066 文献标识码:B
轴向流速也逐渐增大(x0 段) ,而当流速 V (会使 Re
1 前言
增大) 增大到一定程度时流动即由层(滞) 流状态转
波纹管换热器是应用强化传热原理和优化换热变为湍(紊) 流状态(x1 ) 。(示意图和运算公式略) 。
3
管综合性能而推出的新型高效传热热交换设备。是根据流体理论一般确认: Re < 2 300 为层流流
一种高新技术的强化传热节能型新产品。本高新技动状态。Re > 104 湍流流动状态。
术的推出形成了一整套强化传热机理理论,有传统 2. 2 换热管的优化形状及传热性能
壳管式换热器不可比拟的性能优势,同时促进并实经过大量实验和实际应用得出核心元件(换热
现了换热设备的更新它是以薄壁不锈钢等金属材
, 管) 的优化形状是保证强化传热的主要条件。形状
料的波纹换热管束代替直管换热管束修正内部结
, 的选择是基于以较小的流速激发湍流并实现如下功
构,依据压力容器等相关国家专业标准设计研制而
能:
成,本产品已经在电力供热领域,石化工业等行业得
(1) 由于换热管规律性的形状尺寸(见图 1) ,使
到了成熟的应用和推广。
管内介质流动状态的改变不需要大的雷诺数(即流
2 技术分析速较低) . 流阻较小,所以介质的任意扰动状况使流
体不能形成与轴线平行的流股,进而流体介质的温
由传热基本方程:Q = K · A · △t (1)
度密度、粘性分布及杂质含量沿径向都是均匀的
可知:增大传热温差△t 、增加传热面积 A 、提高, ,
传热系数 K 是换热器强化传热的三种途径。强化了换热管的热工性能。
传热温差主要决定于冷、热两种介质的温度条
件,若系统情况允许应尽量选择逆流,但一般已经为
生产操作条件所确定;本产品换热管代替原等直径
光管. 在保证管束排列的基础上不仅增加了传热面
积. 更主要的是激发流体湍流的流动效果;提高传热
图 1 换热管规律性的形状尺寸
系数是本产品强化传热的重点,它对传热效率和综
(2) 换热管的形状优化在保证 L 1 / D1 < 2 条件
合经济效益起着关健性作用。
下,L 1 、L 2 段前后具有“引射效应”与“节流效应”,即
2. 1 介质流动状态的强化
两次变向扰动,故两区域全部内表面都受到流体介
壳管式换热器的换热管均为平滑壁面的直管,
质的充分冲刷而不能形成边界层和污垢层进而管
由于管内流体与壁面的粘接(粘性) 作