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波纹管换热器基础技术知识

2013年9月5日 阅读:1317

热专递的三种方法:1、提高传热系数;2、增大换热面积;3、增大对数平均温差。

增大对数平均温差,这与流体流经换热器前后的工况有关。近年来,用热力学第二定律分析换热器的工作情况知道,要尽量减少换热器值,这样一来,非但不能增加对数平均温差,有时还要设法减小对数平均温差以降低拥值,如若一味地选择高对数平均温差,势必会导致能耗的大幅度增加,这是不可取的途径。

在同样的条件下,随着换热面积的增加,换热量也随之增加。对一个换热系统来说,从经济效果来看,在一定限度内增大换热面积是有利的:但一味地增加换热面积,又会造成设备体积的庞大,成本的大幅度增加。因此,单纯增加换热面积,有时是得不偿失的,应综合权衡其利弊。

提高设备的传热系数一直是各国研究的方向。要想提高传热系数,必须使管内外的流体的换热系数相匹配,才能使传热系数大幅度增加。另外,降低换热管内外表面的结垢程度,减小换热管的壁厚,都可以使传热系数得到不同程度地提高。而管内外的换热系数以及污垢系数又与换热管的传热表面有很大关系,因此提高传热系数的研究方向之一是研制、开发新型高效的换热元件—波纹换热管,由它组成的换热器称为波纹管换热器。工作时,流体在波纹管内、外不停地流动,流体的速度不断地变化,形成对换热管管壁的“冲刷”作用,因此,“撕裂”边界层,使换热管内外表面的传热均得到明显地增强。

波纹管换热器有如下主要待点:

传热系数高

由于流体在管内外形成充分强化的湍流,因而传热系数大大提高。

抗污垢作用

由于流体不断改变方向而“冲刷”壁面,因而沉积物质不易在壁面停留。

另外,该元件的截面呈大波纹形,耐压能力大大提高。因此可以采用薄壁的不锈钢材料,防腐能力也大大增强。同时又由于具有波纹,加之波纹的“热胀冷缩”作用,使垢层产生裂纹而脱落,随着流体的“冲刷”作用而“洁净”了管壁。因此,波纹管换热器能够保持连续而稳定的高效换热性能。

总之,用波纹管作为换热元件,实现了强化传热。波纹管换热器的传热系数比原管壳式换热器提高了很多,由于管壁很薄,其外径与内径之比近似为1。

波纹管换热器与其它类型换热器的比较

波纹管换热器的主要元件(波纹换热管)的换热系数在相同雷诺数下远高于光滑管,这说明采用波纹管换热器在相同换热量下可减少换热面积。由于波纹管具有很高的换热系数,因此不必采用很高的流速,这样可以降低波纹管换热器的阻力,减少换热器附属设备投资,同时也可以降低换热器的运行费用。波纹管换热器的传热系数,在相同的流速下,是管壳式换热器的二倍以上。从综合效果而言,波纹管换热器优于其它类型换热器。

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