介紹管殼式換熱器的傳熱知識(shí)

管殼式換熱器是工業(yè)中應(yīng)用廣泛、運(yùn)用可靠性良好的一種換熱設(shè)備。在二十世紀(jì)六、七十年始了強(qiáng)化技術(shù)的研究。強(qiáng)化傳熱主要有兩種途徑:

(1)增大傳熱面積,但換熱器的傳熱面積不可能制地增大,否則投資費(fèi)用會(huì)大大增加,并且隨著工業(yè)化的進(jìn)展,設(shè)備要緊湊化;

(2)提高傳熱系數(shù),主要從管程和殼程傳熱強(qiáng)化系數(shù)的提高方面上考慮。許多科研工作者已經(jīng)在這一方面上進(jìn)行了大量的研究,并且取得了很大的成效。本文主要討論了管殼式換熱器管程的強(qiáng)化傳熱———改變管子外形或在管內(nèi)加入插入物,介紹了螺旋槽管、橫紋管、螺旋扁管、管內(nèi)插入物、翅片管、縮放管和三維內(nèi)肋管等多種強(qiáng)化傳熱管的研究進(jìn)展。

1螺旋槽管

螺旋槽管是一種管壁上具有外凸和內(nèi)凸的異形管,管壁上的螺旋槽能在有相變和無(wú)相變的傳熱中明顯提高管內(nèi)外的傳熱系數(shù),起到雙邊強(qiáng)化的作用。根據(jù)在光管表面加工螺旋槽的類(lèi)型螺旋槽管有單頭和多頭之分,其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有槽深e、槽距p和槽旋角β。美國(guó)、英國(guó)、日本從1970年至1980年間對(duì)螺旋槽管進(jìn)行了大量的研究[1]。華南理工大學(xué)、北京理工大學(xué)和重慶大學(xué)也對(duì)螺旋槽管進(jìn)行試驗(yàn)研究,而且都取得顯著的成效。此外,研究還表明單頭螺旋槽管比多頭螺旋槽管的性能好。

2橫紋管

1974年前蘇聯(lián)首先提出橫紋管,它是一種用普通圓管作毛胚,在管外壁經(jīng)簡(jiǎn)單滾軋出與軸線垂直的凹槽,同時(shí)在管內(nèi)形成一圈突起的環(huán)肋。其強(qiáng)化機(jī)理為:當(dāng)管內(nèi)流體經(jīng)橫向環(huán)肋時(shí),管壁附近形成軸向漩渦,增加了邊界層的擾動(dòng),有利于熱量通過(guò)邊界層的傳遞。當(dāng)渦流即將消失時(shí),流體又流經(jīng)下一個(gè)橫肋,不斷產(chǎn)生軸向渦流,因而保持連續(xù)且穩(wěn)定的強(qiáng)化作用。

3螺旋扁管

螺旋扁管是瑞士Allares公司首先提出、美國(guó)Brown公司經(jīng)過(guò)改進(jìn)的一種換熱管。由于管子的結(jié)構(gòu),流體在管內(nèi)處于螺旋流動(dòng),促湍流程度。

管式換熱器的使用方法

         管式換熱器是目前應(yīng)用廣泛的一種。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固，制造容易，資料范圍廣泛，處置能力可以很大，適應(yīng)性強(qiáng)。但在傳熱效率、設(shè)備的緊湊性、單位傳熱面積的金屬消耗量方面，還稍次于各種板式冷凝器。這種冷凝器通常包括固定管板式、U形管式和浮頭式三種。列管式冷凝器主要由外殼、管板又稱(chēng)花板管束、頂蓋又稱(chēng)封頭等部件構(gòu)成。

         圓形外殼內(nèi)裝入平行管束，管式兩端固定在管板上。管子在管板上的固定方法一般采用焊接法或脹管法。裝有進(jìn)口或出口管的頂蓋用螺釘與外殼兩端法蘭相連，頂蓋與管板之間構(gòu)成流體的分配室。

板式換熱器不定期清洗的危害

     板式換熱器主要由傳熱板片、密封墊片、兩端壓板、夾緊螺栓、支架等組成。傳熱板片是換熱器主要起換熱作用的元件，一般波紋做成人字形，按照流體介質(zhì)的不同，傳熱板片的材質(zhì)也不一樣，大多采用不銹鋼和鈦材制作而成；密封墊片主要是在換熱板片之間起密封作用。材質(zhì)有：，三元乙丙橡膠，氟橡膠等，根據(jù)不同介質(zhì)采用不同橡膠；兩端壓板主要是夾緊壓住所有的傳熱板片，保證流體介質(zhì)不泄漏；夾緊螺栓主要是起緊固兩端壓板的作用。夾緊螺栓一般是雙頭螺紋，預(yù)緊螺栓時(shí)，使固定板片的力矩均勻；掛架：主要是支承換熱板片，使其拆卸、清洗、組裝等方便。 

      板式換熱器如果不定期清洗長(zhǎng)期結(jié)垢堵塞導(dǎo)致?lián)Q熱條件惡化，板式換熱器傳熱表面超過(guò)額定溫度或局部過(guò)熱，可能引起換熱器裂紋和爆管，導(dǎo)致事故的發(fā)生。增加了能源消耗，達(dá)不到節(jié)能的效果。污垢的積累威脅著換熱器的安全運(yùn)行，縮短了換熱器的使用壽命，使換熱器面臨設(shè)備停機(jī)檢修。嚴(yán)重時(shí)，需要將原有換熱器報(bào)廢，更換為新設(shè)備。

     由于板式換熱器的板材數(shù)量較多，需要逐個(gè)清洗，更換全部新墊片。因此，大修時(shí)一般將板式換熱器整體吊離安裝位置，在合適的地方拆卸檢修。當(dāng)板材上的水垢很薄，且水垢層易溶于水時(shí)，可將板材置于水箱中，用柔軟的纖維棕毛沖洗擦拭，或用1-29cg/cmz的加壓水或低壓蒸汽沖洗。任何情況下都不應(yīng)使用火焰加熱。檢修前，應(yīng)仔細(xì)檢查需要更換的墊片。表面應(yīng)平整，厚度應(yīng)一致，無(wú)橫裂、氣泡、縫隙、老化、搭接和對(duì)接痕跡。先拆下連接管，然后依次對(duì)角松開(kāi)固定螺栓。系統(tǒng)氣體、壓力、溫度等參數(shù)滿(mǎn)足維修要求后，方可進(jìn)場(chǎng)施工。

     板式換熱器清洗不及時(shí)，水中的水垢未被完全過(guò)濾，導(dǎo)致出水口的水未被完全過(guò)濾直接供應(yīng)給用戶(hù)。一般的生活熱水機(jī)組基本都是用來(lái)洗浴的。未經(jīng)過(guò)濾的水長(zhǎng)期接觸皮膚，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良結(jié)果，影響人體健康。