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列管式换热器的传热过程的强化

来源:曾工 发布时间:2020-07-18 次浏览

所谓强化传热,就是采取措施提高单位面积的传热量Q/A,或减小单位热负荷所需的传热面积A/Q,并改进换热器结构以增大单位体积的传热面积A/V,或在Q/A一定的条件下减小两流体之间的温度差Δtm,以减少有效能损失。

为了提高Q/A或减小A/Q,需要增大Δtm,或更需要增大总传热系数K。为了减小Δtm,以减少有效能损失,应增大K值。为了增大A/V,需要提高K值的同时改进传热元件的结构。


(一)增大传热平均温度差Δtm

Δtm的增大,会使有效能损失增大。因此以增大Δtm来强化传热是有一定限度的。况且,工艺流体的温度是由生产工艺条件所决定的,一般不能随意变动。

当两侧流体为变温传热时,从设备结构上尽可能保证逆流或接近逆流操作。因为逆流与并流相比,不仅Δtm较大,而且有效能损失也较小。


(二)增大单位体积的传热面积A/V:

增大传热面积是强化传热的有效途径之一,但不能靠增大换热器体积来实现。有些换热设备要求轻巧紧凑,这应与提高传热系数相结合,改进传热面结构,扩展传热面,提高单位体积的传热面积。工业上已经使用的各种新型高效强化传热面,不仅扩展了传热面积,而且增强了传热面附近流体的湍流程度。比如:翅片管、波纹管、螺纹槽管等。


(三)增大总传热系数K:

强化传热的最有效途径就是增大总传热系数。要想增大K值,就必须减小金属壁、污垢及两侧流体等热阻中较大者的热阻。当金属壁很薄,其热导率较大,且壁面无污垢时,减小两侧流体的对流热阻就成为强化传热的主要方面。若两侧的对流传热系数α相差较大时,增大较小的α值对提高K值、强化传热最有效。

一般,无相变的流体的α值较小,提高其值的措施有以下3种:

① 增大流体流速u。

② 管内插入旋流元件。

③ 改变传热面形状和增加粗糙度。


综上所述,强化传热的途径随着科技的发展日趋增多和完善。