三分周向重叠的螺旋折流板换热器的实验性能研究(2)
3.5 数据分析 24
4 分析与结论 29
4.1 螺旋角对阻力性能的影响 29
4.2 螺旋角对换热器综合性能的影响 29
4.3 螺旋折流板换热器的换热性能 29
4.4 螺旋折流板换热器的阻力性能 30
4.5 螺旋折流板换热器综合性能评价 30
4.6 总结 31
5 改进方案 32
附录 33
参考文献 35
致谢 36
1 文献综述
1.1 研究背景
流动与传热是动力、核能、制冷、化工、石油和航空航天等工业中的常见过程。换热器在上述各行业中，不仅是保证工程设备正常运转的不可缺少的设备，而且在金属消耗、动力消耗和投资方面，在整个工程中占有重要份额。据统计11 J在热电厂中，如果将锅炉也作为换热设备，则换热器的投资约占整个电厂总投资的70％左右。在一般石油化工企业中，换热器的投资要占全部投资的40%-50％；在现代石油化工企业中约占30％一40％。在制冷机中蒸汽发生器的质量要占制冷机总质量的30％-40％，其动力消耗约占总值的20%-30％。在以氟利昂为制冷剂的现代水冷单机组制冷机中，蒸发器和凝结器的质量约占总质量的70％。换热器的合理设计、运转和改进对于节省资金、材料、能源和空间而言是十分重要的。由此可见，研究和开发强化传热技术对于发展国民经济是十分重要的。研究各种传热过程的强化问题用以设计新颖的换热器，不仅是现代工业发展中必须解决的课题，同时也是开发新能源和开展节能工作的紧迫任务。
管壳式换热器作为一种常用换热器，因具有结构简单、造价低廉、清洗方便等优点，广泛应用在石油、化工、炼油等各个领域。容许压力可以从高真空到41．5MPa，温度可以从．100℃以下到1100℃的高温，传热面积更可以高达1000m2以上。另外它的设计资料及设计数据比较完善，目前大多数国家已有管壳式换热器系列化标准。因此，虽然管壳式换热器在换热效率、紧凑性及金属消耗量等方面不及其它新型换热器，但仍然成为目前工业生产中换热器的主要类型。特别是在换热器进一步向高温、高压及大容量发展的今天，管壳式换热器又拥有了新的优势，其应用范围正在不断扩大。然而，传统的管壳式换热器总传热系数很低，导致换热强度过低。单台换热器的热强度有的不足2000kcal／hr．m2，20000m2(50～60台)的换热网络总热强度达不到5000kcaI／hr．m2，如果能够将总热强度提高到7000 kcaImr．m2，将节省约5700m2(约15台换热器)。
因而，对高效管壳式换热器进行研究开发具有极其重要的意义。
1.2 发展趋势
1.2.1 新型换热器-螺旋折流板换热器
换热器在国民经济和化工生产领域中对产品质量、能量利用率以及系统经济性、可靠性起着举足轻重的作用因此开发新型高效和结构紧凑的换热器是目前换热器研究的一个重要方向。因此, 几十年来,高效换热器的开发与研究始终是人们关注的课题，国内外先后推出了一系列新型高效换热器。
（1） 气动喷涂翅片管换热器
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。通常在实践中翅片底面的接触阻力是限制管子加装翅片的因素之一。为了评估翅片管换热器元件进行了试验研究。试验是采用在翅片表面喷涂AC - 铝, 并添加了24A 白色电炉氧化铝。将试验所得数据加以整理, 便可评估翅片底面的接触阻力。将研究的翅片的效率与计算数据进行比较.得