新型螺旋管换热器的节能效益分析

1 前言 传热是化工过程中的重要过程,换热器的投资往往要占到化工设备总投资的15％。传热的效果和效率直接影响化工设备的生产能力和投资效益,而改进传热的实质则是开发和采用性能优良的传热元件,使传热得到强化。在圆管壁上轧制螺旋槽纹来强化传热就是近期的开发成果之一。国内外的书刊已经对这类轧槽管的传热特性、流体力学特性作了报道。本文综合分析有关资料,对螺旋槽管的传热性能,螺旋管换热器的构造、性能、计算和热效率的评价作简单介绍。     

螺旋槽管换热过程的三维速度场与温度场耦合数值模拟

根据螺旋槽管换热器结构特点及传热特性,建立了以水为工质的换热器流动与传热的三维几何模型。运用有限元分析软件ANSYS模拟出换热器在换热过程中速度场与温度场的状况,分别得到了螺旋槽管内壁与外壁的对流换热系数。结果表明:槽深越大,随着Re增大,换热性能越好;当Re较小时,螺距越大,换热效果降低。其与该类光管换热器相比,得出螺旋槽管的换热系数是光管的2.5倍左右,强化了传热,为此产品的进一步理论研究和推广应用提供了依据。     

基于Fluent螺旋槽管的传热特性数值模拟

根据螺旋槽管的结构特点及传热特性,建立了三种不同槽口形状的螺旋槽管与光滑管换热器的三维模型。以水为工质,运用 Fluent流体分析软件,采用k-ε湍流模型,研究了三种不同槽口形状的螺旋槽管与光滑管换热器在换热过程中的速度场和温度场,得到了不同槽口形状和光滑管的壁面Nusselt数。结果表明。在相同壳程和雷诺数的情况下,螺旋槽管比光滑管的换热能力提高了6．7％-37．6%,其中三角彤槽和矩形槽螺旋槽管的换热能力提高最大,从而强化了传热。为谊产品的理论进一步研究和实验研究奠定了基础,为谊产品的设计和推广应用提供了依据。     

单头“W”形螺旋槽管传热与流体力学特性研究

对不同结构参数的6根铜制“W”形螺旋槽管中的湍流摩擦阻力与换热犊 性进行了实验研究，将大量的实验数据进行了回归，分析了影响“W”形螺旋槽管传热与流阻性能的主要因素，得到了具有较高精度的用于“W”形螺旋槽管的摩擦系数及传热系数的统计关系联式，研究结果为换热器设计及改造提供了理论依据。     

强化管内沸腾换热实验研究

主要研究在低过热度下微槽对流动沸腾换热特性的影响,分别以单工质甲醇和甲醇与甲苯的混合物为工质对不同流量情况下光管、直槽管和螺旋槽管的流动沸腾换热特性进行了实验研究。研究结果表明：对单工质甲醇来说,螺旋槽管可以明显起到强化传热作用,而且流量越低,强化传热效果越明显。对混合工质来说,当流量较低时,螺旋槽管强化传热效果不明显,而在流量较高时,强化传热效果比较明显。无论是单工质还是混合工质,直槽管在实验所能达到的壁面温度条件下不能起到明显的强化传热效果。还给出了螺旋槽管强化传热的定性解释。     

螺旋扭曲椭圆管换热器壳程数值模拟

以水为介质,采用k-ε模型,用数值模拟方法研究了5种不同结构的螺旋扭曲椭圆管换热器的管外壳程传热与流阻性能,并和采用椭圆管作为换热部件的换热器进行了比较.研究结果表明,螺旋扭曲椭圆管换热器壳程有较好的强化换热特性,螺旋扭曲椭圆管的几何尺寸和流体流动速度对壳程传热与流阻性能有重要影响.通过数值模拟所获得的规律为螺旋扭曲椭...     

强化传热管在能源节约中的应用

强化传热技术是利用各种型式的翅片管,多孔表面管、表面粗糙化管,螺旋槽管,管内插件等换热元件或在流动介质中附加电场,磁场、超声波,机械振动,添加剂等辅助设施,促使流过换热元件的介质产生湍流,减薄边界层使整个对流换热热阻减少,起到强化传热作用的技术。 由光管滚轧制成的内外表面螺旋槽管是促使流体形成边界层分离流和螺旋流,具有     

螺旋隔板换热器的研究及工业应用

螺旋隔板换热器主要包括两种不同类型的结构形式,即没有中心管的非整体连续的螺旋隔板换热器和有中心管的整体连续的螺旋隔板换热器.本文总结了国内外学者对螺旋隔板换热器所做的主要研究工作,这包括壳程流体的动力学研究、传热与压降性能研究和数值模拟,并介绍了整体连续型螺旋隔板强化管换热器在工业中的应用.最后,对螺旋隔板换热器的下一步研究工作进行了展望.     

螺旋槽管凝结换热器的研究与应用

通过对螺旋槽管凝结换热器的试验研究,得到了螺旋槽管涉及相变时管内对流换热、管外凝结换热准则关联式以及管内流动阻力关联式,并依据试验结果,将螺旋槽管应用于电站凝结换热器,取得了满意的效果。     

螺纹槽管强化传热在凝结换热器中应用展望

螺纹槽管强化传热元件无论在理论上或者在实践上都证明是一种有效的传热元件。将螺纹槽管应用于锅炉受热面上已取得了十分有效的效果。根据我们初步试验研究,应用螺纹槽管技术于凝结换热器中同样也有着广阔的前景。电站汽轮机的凝汽器及高压、低压加热器都属于蒸汽凝结换热器类型。此外,凝结换热设备还广泛应用于化工中的气体液化、能源工程的余汽回收、空调和制冷工业的换热、及供热工程的热网加热器、海水淡化凝结器、热管等设备中。     

凝汽器采用螺旋槽铜管强化传热的试验研究

一、国内外凝汽器采用螺旋槽铜管强化传热的概况众所周知,凝汽器背压下降0.001MPa,中压电站的电厂热效率将提高1％,高压及超高压电站的热效率提高0.7％左右,巨大的经济效益促进各国研究工作者对高效凝汽器进行研究。螺旋槽铜管在理论上和实践上都是一种有效的传热元件,各国竞相在凝汽器中采用螺旋槽管强化传热并获得很好的效果。苏联于1973年在ⅡT-25/90/10凝汽器上采用了螺旋槽管,实测总体传热系数比光管提     

内置螺旋纽带换热器强化传热性能实验分析

换热设备的应用遍布生产、生活的各个领域,随着能源成本的升高和碳排放量的增大,采用简单、高效的方式提高换热设备的传热效率对于节能、增效意义重大。螺旋纽带技术作为一种结构简单,实用性强的强化传热技术,强化传热的同时兼具防垢的性能,非常适用于现有设备的技术改造。采用实验的方法对光管换热器和装有自转螺旋纽带换热器的传热系数k及压降ΔP进行测定,通过实验数据的对比分析表明,在管道流速为1.5 m/s,加装螺旋纽带装置后换热器传热系数和管侧流体压降数值比光管时提高了近1倍。     

螺旋鳍片管在烟气余热回收换热器中的应用

在锅炉烟气余热回收换热器中,螺旋型鳍片管和H型翅片管是常用的2种扩展受热面型式.理论分析和工程实践表明,螺旋型鳍片管的传热性能优于H型翅片管;而磨损和积灰等特性与受热面型式没有直接关系,是由烟气流场分布、锅炉燃用煤种以及吹灰器类型和布置方式等因素决定.螺旋型鳍片管更适用于低温省煤器、净烟气加热器等小温差传热场合.     

管壳式换热器折流部件优化研究进展

为了提高管壳式换热器的能源利用率,换热器强化传热的研究得到广泛关注。本文从强化传热原理、结构改进和设计优化等三方面对换热器折流部件的优化改进研究进行了分析和总结。其中,强化传热原理主要包括不同折流板通过改变流场的特性影响换热器性能;结构改进包括分段挡板、折流孔板和螺旋挡板的优化进展以及与单弓挡板的对比研究;设计优化包括利用各种新型算法对换热器结构参数的优化和成本的控制。针对管壳式换热器折流部件的强化传热问题,提出了非连续螺旋挡板的研究和结合多目标优化设计的结构改进是未来的重点研究方向。     

换热器节能新途径：螺旋槽管强化传热技术

介绍了螺旋槽管强化传热技术的原理，在锅炉空气预热器及发电厂高压加热器的应用实例。节能效果显著，值得在电力、化等行业推广应用。     

螺旋槽管式空气预热器在100MW机组锅炉上的应用

论文介绍了一种新型的节能传热无从-螺旋槽管,分析了螺旋槽管的传热特性,阻力特性。并介绍了螺旋槽管在一台100MW机组锅炉的低温级空气预热器应用情况,以及工业性试验结果。     

管外冷凝强化换热管的结构及发展趋势

介绍了各种类型的管外冷凝强化换热管,分析了其强化机理及结构特点,并总结得出:管外冷凝强化管的换热系数与管型有关,且各管型的结构参数对强化传热具有重要的作用.对国内外管外冷凝强化技术研究工作进行分析,结果表明,目前管外冷凝强化换热管的研究主要集中于翅片形状、翅片密度、翅片高度等结构参数对换热性能的影响.强化换热管的冷凝传热性能不仅与翅片结构参数有关,而且也与管材的表面特性和导热系数有关.管外冷凝强化换热管的研究重点是开发新型三维结构翅片的双侧强化管并研究其传热关联式,以及研究不锈钢等低成本材料制造的强化管换热管的传热性能和强化结构的优化.     

螺旋槽管式空气预热器在1OO MW机组锅炉上的应用

论文介绍了一种新型的节能传热元件--螺旋槽管,分析了螺旋槽管的传热特性,阻力特性.并介绍了螺旋槽管在一台100MW机组锅炉的低温级空气预热器应用情况,以及工业性试验结果.     

振荡流热管自激强化传热的可行性分析

围绕自激振荡流热管的工作特性,联系目前国内外纳米流体及非均匀截面结构在强化传热研究方面的最新进展,分析了在自激振荡流热管内的复杂相变换热条件下,通过采用纳米流体工质与非均匀管截面以实现振荡流热管自激强化传热的可行性,并提出了纳米流体的浓度、相容性、充液率以及管截面结构等需要解决的关键性技术问题。为下一步有针对性的强化传热实验研究和新型自激振荡流热管换热器的设计与开发提供了必要的理论依据。     

不同折流板换热器的传热与流阻性能对比

以柴油(水)为工质,在流量范围为4m^3／h≤W0≤19m^3／h内,用两种不同壳体结构的折流板换热器进行对比试验。研究得到了两种换热器的壳侧传热膜系数和流动阻力随流量变化的关系曲线。研究结果表明：在该试验条件下,螺旋折流板换热器的壳侧传热膜系数比弓型折流板换热器高33％-136％,具有较好的强化传热效果,而壳侧流动阻力则比弓型折流板换热器低15％-35％。螺旋折流板换热器具有较好的传热与流阻特性,用于石油、化工等领域具有广阔的前景。