换热器的发展研究现状
时间:2017-05-07 13:01 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备，在石油、化工、冶金、电力、轻工、食品等行业应用普遍。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40%左右，占总投资的30%~45%。近年来随着节能技术的发展，换热器的应用领域不断扩大，带来了显著的经济效益。目前，在换热设备中，管壳式换热器使用量最大。因此对其进行研究就具有很大意义。8281 管壳式换热器根据其管束支承结构不同可分为四种形式：板式支承，如弓形折流板换热器；杆式支承，如折流杆换热器；空心环支承，如空心环换热器；管子自支承，如刺孔膜式换热器。 管壳式换热器的发展总体上是支承形式的发展，从板式支承到折流板支承，再到空心支承，最后到管子自支承，当然期间也有交错发展的情况。随着支承形式的发展，管壳式换热器的壳程给热系数呈现不断提高的趋势，压降呈现不断下降的趋势，换热器的传热综合性能得到很大的提高。从管壳式换热器的发展可知，新的支承结构的出现绝大多数是为了使流体的流动方式变为纵向流，这样有利于壳程与管程的热交换，从而提高传热系数，同时伴随着压降的降低，使得传热综合性能得到很大的提高。 直扁钢和波纹钢的出现，是为了改善换热器的交换性能，及流动诱导振动问题。然而这些支承结构主要是在高雷诺数下应用，在低雷诺数下仍然应用较少，而市场上需要在低雷诺数下使用的换热器，因此改进或改变支承结构，使换热器能够在低雷诺数下使用，是未来管壳式换热器发展的方向。 板壳式换热器是一类由板束和壳体构成的换热器，30年代创始于瑞典，其早期形式与管壳式换热器很相似，只是用平板焊成的扁平板管代替圆管而已。为了强化传热和简化制造工艺，多年来人们对其结构和制造工艺进行了不断改进和完善，现已发展为“全焊式板壳换热器”。全焊式板壳换热器的诞生，使传统的板式换热器以全新的面貌出现在炼油和供热工程等领域。它继承了传统板式换热器传热效率高和结构紧凑的优点，又吸取了管壳换热器适合于高压高温操作条件的优点，满足了现代供热工程和现代炼油厂和其他行业设备大型化对提高换热性能的要求[4]。 传统的整体装置设计任务是由各个部门的工作小组分别对其中的某一项进行设计，并通过设计说明书相互联系来完成的，而最近发展起来用于整体装置设计的数据库技术，可以使这种繁重的任务变得简单起来。在换热器的热流分析中，引入计算机技术，对换热器中介质的复杂流动过程进行定量的模拟仿真。在换热器的模型设计和设计开发中，利用CFD的分析结果和相对应的模型实验数据，使用计算机对换热器进行更为精确和细致的设计。另外，采用强化传热元件和改进换热器结构为主的强化传热技术是一种能显著改善换热器传热性能的节能技术。根据传热物流条件的不同情况，壳程传热强化的研究必然与强化传热管的优化组合相联系，这是今后换热器强化传热技术发展的方向。 目前，世界各国在换热器理论研究、新技术和新产品开发方面已经进人高层次的探索阶段，涉及领域很广。换热器的新技术得到了实用化，并进一步扩大其适用范围，具有高效、低耗、性能优越的新型换热器将推广应用，我国应借鉴国外先进换热器技术，努力赶上国际先进水平 (责任编辑：qin) |