国内外换热器的研究现状进展与发展趋势
时间:2017-02-23 10:35 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 由于世界能源危机促进了传热强化技术的发展，为了能够提高工业生产经济效益和节能降耗，要求开发适用于不同工业过程要求的高效能换热设备[3]。因为，随着能源的短缺，可利用热源的温度也越来越低，换热允许温差将随之变得更小。当然，对换热器性能及其换热技术的发展的要求也就更高[4]。因此，换热器的开发与研究逐渐成为人们共同关注的课题。5993 1 换热器的国内研究现状及发展趋势 对于各型换热器的强化换热技术的研究，主要集中在对换热器内流体流态变化以及对各部件的参数优化研究两方面，而对换热器部件参数的主要研究对象就是换热管（板）排列方式（顺排或叉排）、换热管（板）排数、换热管（板）间距大小、肋片布置间距、肋片形状等。通常的研究方法包括：数值模拟计算、实验方法研究、理论研究三类[5]。 蒋小文和丘波[6]通过介绍管壳式换热器换热管三角形排列、正方形排列时(如图1)管板分程隔板槽面积的计算原理和方法，同时以浮头换热器为例来分析隔板槽面积对管板计算厚度的影响。帮助了广大的工程设计人员更好地理解和运用标准，使设计更符合规范的要求并提供有益的参考。 换热管排列方式 高鹏、桑芝富[7]在研究管壳式换热器管板三文建模方法和自动布管原理上，使用Visual basic和Microsoft Access对SolidWorks进行二次开发，采用系统参数化建模和程序参数化建模相结合的方法对管板进行三文参数化建模(如图2)，同时，利用修改工程图参考的方法实现了工程图的自动绘制。利用软件良好的适应性、人机交互性及扩充性，提高了设计效率和质量。 管板三文图 刘敏珊、董其伍和刘乾[8]基于多孔介质与分布阻力的概念，采用FLUENT软件对单弓形折流板换热器的壳程流场进行了三文数值模拟，模拟结果与实验结果吻合较好。在此基础上针对折流板换热器壳程压降大、能耗高，存在传热死区等的缺点提出了壳程流场的改进方案，即在增加折流板缺口高度的同时，再加入2块分隔板。通过数值模拟可以看到壳程流场改进后不仅具有压降低、场协同性能好、 基本无传热死区等特点 而且在一定程度还提高了管束抗流体诱导振动的性能。 李云花和骆晓玲[9]通过介绍U形管换热器及其换热管的排列方式和原则，运用软件MATLAB做出了直径在400mm～2000mm范围内的布管数、管板厚度以及换热面积的变化趋势范围，拟合出各自的变化曲线，并得出最优值，他们的研究对于U形管换热器的工程设计具有一定参考价值。 2 国外换热器技术发展水平与动向 经对国外换热器市场的调查表明虽然各种板式换热器的竞争力在上升但管壳式换热器仍占64%的市场份额,取主导地位。随着科学技术的发展,工业设备也向着高温、高压、大型化方向发展。从而促就换热器结构也有不少新的发展。 20 世纪70年代初 , 美国菲利浦公司为了解决天然气流动振动问题,将管壳式换热器中的折流板改成杆式支撑结构,开发出折流杆换热器研究表明,这种换热器不但能防振,而且传热系数高现在此种换热器广泛应用于单相沸腾和冷凝的各种工况。在后来出现了一种外导流筒折流杆换热器,此种换热 器能最大限度地消除管壳式换热器挡板的传热不活跃区,增加了单位体积设备的有效传热面积 。 在材料改进方面，俄罗斯提出了一种先进方法,即气动喷涂法,来提高翅片化表面的性能。其实质是采用高速的冷的或稍微加温的含微粒的流体给翅片表面喷镀粉末粒子。用该方法不仅可喷涂金属还能金属陶瓷混合物,从而得到各种不同性能的表面。将研究的翅片的效率与计算数据进行比较,得出的结论是:气动喷涂翅片的底面的接触阻力对效率无实质性影响。为了证实这一点,又对管子与翅片的过渡区进行了金相结构分析。对过渡区试片的分析表明,连接边界的整个长度上无不严密性的微裂纹。所以,气动喷涂法促进表面与基本相互作用的分支边界的形成,能促进粉末粒子向基体的渗透,这就说明了附着强度高,有物理接触和金属链形成。因而,气动喷涂法不但可用于成型,还可用来将按普通方法制造的翅片固定在热换器管子的表面上,也可用来对普通翅片的底面进行补充加固。可以预计,气动喷涂法在紧凑高效的换热器生产中将会得到广泛应用。另外几种国外新型换热器如： (责任编辑：qin) |