管壳式换热器的研究进展-气体分离设备商务网.pdf

第 38 卷 　第 6 期 化 　工 　技 　术 　与 　开 　发 Vol 38 　No 6 2009 年 6 月 　　　Technology Develop ment of Chemical Indust ry 　　　 J un 2009 化学工程 管壳式换热器的研究进展 冯国红 ,曹艳芝 ,郝 　红 (太原科技大学材料学院 ,山西 太原 　030024) 　　摘 　要 :综述了近年来管壳式换热器的研究进展 ,从管程 、壳程两方面介绍了传热强化技术和传热强化结构 。 管程传热强化方面主要介绍了一些新型强化管 ,壳程方面主要介绍了一些新型的支承结构 ,并指出了管壳式换热 器的研究方向。 　　关键词 :管壳式换热器 ;研究现状 ;传热性能 　　中图分类号 : TQ 05 15 　　　　　文献标识码 :A 　　　　　文章编号 :167 19905 (2009) 06004 105 　　换热器是化工 、石油 、能源等各工业中应用相当 管 、针翅管 、旋流管 、缩放管等 。 广泛的单元设备之一 。据统计 ,在现代化学工业中 111 　螺旋槽纹管换热器 换热器的投资大约占设备总投资的 30 % ,在炼油厂 　　螺旋槽纹管亦称螺旋槽管 ,是一种优 良的高效 中占全部工艺设备的40 %左右 ,海水淡化工艺装置 异形强化传热管件 , 图 1 为螺旋槽纹管结构 , 由光滑 则几乎全部是由换热器组成的。对国外换热器市场 管在车床上轧制而成 ,分为单头和多头 ,用于强化管 的调查表明 ,虽然各种板式换热器的竞争力在上升 , 内气体或液体的传热 、强化管内液体的沸腾或管外 但管壳式换热器仍 占主导地位约 64 % 。新型换热 蒸汽的冷凝 。其强化机理为 :流体在管内流动时受 元件与高效换热器开发研究的结果表明 ,列管式换 螺旋槽纹的引导 ,靠近壁面的部分流体顺槽旋流 ,有 热器已进入一个新的研究时期 ,无论是换热器传热 利于减薄边界层厚度 ;还有一部分流体顺壁面轴向 管件 ,还是壳程的折流结构都比传统的管壳式换热 流动通过螺旋槽纹凸起处便产生轴向漩涡 , 引起边 器有了较大的改变 ,其流体力学性能、换热效率 、抗 界层分层及边界层中流体的扰动 ,从而加快由壁面 振与防垢效果从理论研究到结构设计等方面也均有 至流体主体的热量传递 。华南理工大学[ 1 ] 和重庆 了新的进步 。目前各国为改善该换热器的传热性能 大学[2 ] 经试验研究及理论推导 ,得出了单头螺旋横 开展了大量的研究 ,主要包括管程结构和壳程结构 纹管比多头螺旋横纹管的综合性能好的结论 。美国 强化传热的发展 ,现简介如下 。 Argonne 国家实验室和 GA 技术公司设计 、制造的 螺旋槽纹管换热器 ,其传热效率比光管提高了 2 ～4 1 　管壳式换热器管程结构发展 倍 。 　　管程强化传热技术可归结为两个方面 : 改变传 热面的形状和在传热面上或传热流路径内设置各种 形状的插入物 。 11 　改变传热面形状 　　其强化传热机理为 :通过对管子进行各种细微 的加工 , 以期在管子壁面上形成有规律或无规律分 图 1 　螺旋槽纹管 布的凸起物 ,或将管壁本身沿轴向制成波纹状或螺 112 　波纹管换热器 旋凹肋等 ,这些传热面上的各种形状的凸起物既是 　　波纹管换热管由沈阳市广厦热力设备公司于 无源扰动的促进体 ,又起断续阻断边界层发展的作