介紹管殼式換熱器的傳熱知識

螺旋槽管

螺旋槽管是一種管壁上具有外凸和內(nèi)凸的異形管,管壁上的螺旋槽能在有相變和無相變的傳熱中明顯提高管內(nèi)外的傳熱系數(shù),起到雙邊強(qiáng)化的作用。根據(jù)在光管表面加工螺旋槽的類型螺旋槽管有單頭和多頭之分,其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有槽深e、槽距p和槽旋角β。目前，管殼式換熱器強(qiáng)化傳熱方法主要有：采用改變傳熱元件本身的表面形狀及其表面處理方法，以獲得粗糙的表面和擴(kuò)展表面。美國、英國、日本從1970年至1980年間對螺旋槽管進(jìn)行了大量的研究[1]。華南理工大學(xué)、北京理工大學(xué)和重慶大學(xué)也對螺旋槽管進(jìn)行試驗研究,而且都取得顯著的成效。此外,研究還表明單頭螺旋槽管比多頭螺旋槽管的性能好。目前,無論是從傳熱、流阻、結(jié)垢性能,還是從無相變對流換熱和有相變凝結(jié)換熱,對螺旋槽管的強(qiáng)化傳熱研究從理論到實際已達(dá)到較高水平。進(jìn)一步結(jié)合計算機(jī)軟硬件的發(fā)展,對螺旋槽管在不同場合傳熱的模擬和,找出具有較大通用性的關(guān)聯(lián)式以及優(yōu)化螺旋槽管的結(jié)構(gòu)尺寸將是今后研究的方向。

橫紋管

1974年前蘇聯(lián)首先提出橫紋管,它是一種用普通圓管作毛胚,在管外壁經(jīng)簡單滾軋出與軸線垂直的凹槽,同時在管內(nèi)形成一圈突起的環(huán)肋。強(qiáng)化傳熱的主要途徑是提高傳熱系數(shù)、擴(kuò)大傳熱面積和增大傳熱溫差等方式，其中提高傳熱系數(shù)是強(qiáng)化傳熱的重點，主要是通過強(qiáng)化管程傳熱和殼程傳熱兩個方面得以實現(xiàn)。其強(qiáng)化機(jī)理為:當(dāng)管內(nèi)流體經(jīng)橫向環(huán)肋時,管壁附近形成軸向漩渦,增加了邊界層的擾動,有利于熱量通過邊界層的傳遞。當(dāng)渦流即將消失時,流體又流經(jīng)下一個橫肋,不斷產(chǎn)生軸向渦流,因而保持連續(xù)且穩(wěn)定的強(qiáng)化作用。橫紋管主要用來強(qiáng)化管內(nèi)單相流體的傳熱,華南理工大學(xué)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),在相同流速下,橫紋管流阻比單頭螺旋槽管的小。

螺旋扁管

螺旋扁管是瑞士Allares公司首先提出、美國Brown公司經(jīng)過改進(jìn)的一種換熱管。在某些煙氣管對流換熱中,三維內(nèi)肋管具有獨特的自清灰功能,李清方[10]經(jīng)實驗,發(fā)現(xiàn)煙氣與三維內(nèi)肋管的對流換熱系數(shù)可達(dá)光管的3。由于管子的獨特結(jié)構(gòu),流體在管內(nèi)處于螺旋流動,促湍流程度。梁龍虎[3]經(jīng)實驗研究,表明螺旋扁管管內(nèi)膜傳熱系數(shù)通常比普通圓管大幅度提高,在低雷諾數(shù)時為明顯,達(dá)2～3倍;隨著雷諾數(shù)的增大,通常也可提高傳熱系數(shù)50%以上。

 解決管殼式換熱器壓降過大的方案。

      雖說管殼式換熱器相比傳統(tǒng)設(shè)備有很多優(yōu)點，但是它也容易產(chǎn)生壓降過大這樣的問題，并隨之引發(fā)一系列的后果。要想解決這一問題也不難，只是要從多方面綜合治理。

      一方面是循環(huán)水的運用，主要是二次循環(huán)水，須采用經(jīng)過軟化處理后的軟水作為管殼式換熱器的二次循環(huán)水，這樣可以控制水中的雜質(zhì)含量不大于標(biāo)準(zhǔn)，保障其純度。

      另外一方面是針對管殼式換熱器應(yīng)用于集中供熱系統(tǒng)而言的，可以采用初次向二次加水的方法。還有一點也很重要，那就是定期清理換熱器流道中的臟污或板片上的結(jié)垢。

      在清洗換熱器中板片表面水垢的時候，可以用含溶液或含烏洛托平、、硫酸的溶液作為清洗液，并將清洗溫度控制在40℃-60℃，不能過高也不能過低。

      如果是在不拆卸管殼式換熱器的前提下進(jìn)行化學(xué)浸泡清洗時，就要先打開其冷介質(zhì)進(jìn)、出口，或安裝設(shè)備時在介質(zhì)進(jìn)、出口接管上安裝清洗口，將配好的清洗液注入設(shè)備中。

      但拆開清洗的話就簡單很多，將換熱器的板片在清洗液中浸泡30分鐘，然后用軟刷輕刷結(jié)垢，隨后用清水清洗干凈，清洗過程中應(yīng)防止損壞板片與橡膠墊。