換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器在化工、石油、動(dòng)力、食品及其它許多工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，其中衛(wèi)生級(jí)管式換熱器因?yàn)槠漭^大的操作溫度與壓力范圍，低廉的成本，可靠的工作性能等優(yōu)勢(shì)，是應(yīng)用廣泛的換熱器形式，那么衛(wèi)生級(jí)管式換熱器出現(xiàn)傳熱效率差應(yīng)該怎么解決呢？
　?。?） 流速增加

　　增加衛(wèi)生級(jí)管式換熱器的流速。增加湍流脈動(dòng)的程度，可以改變流動(dòng)狀態(tài)。例如，衛(wèi)生級(jí)管式換熱器中殼程和管程的分流是增加流程長度、提高流速和擾動(dòng)的措施之一。湍流時(shí)提高管內(nèi)流速對(duì)強(qiáng)化傳熱效果顯著，但需要注意提高流速也受各種因素的限制。在實(shí)際使用設(shè)計(jì)中，選擇好的流體或流速輸送機(jī)械允許的流速，權(quán)衡各種因素。

　?。?） 射流沖擊
　　將流體通過縫形或圓形狹噴嘴，直接噴射到固體表面上進(jìn)行加熱或冷卻的方法。由于流體直接撞擊固體壁面，邊界層薄，流動(dòng)時(shí)間短，因此對(duì)流換熱系數(shù)顯著增加。當(dāng)液體射流撞擊受熱面時(shí)，如果熱流密度高，則成為兩相射流撞擊傳熱，可以產(chǎn)生沸騰。實(shí)驗(yàn)表明，這樣可以提高衛(wèi)生級(jí)管式換熱器的沸騰傳熱系數(shù)，還可以延遲燒毀點(diǎn)，顯著提高臨界熱流值。
　?。?） 添加插入
　　在衛(wèi)生級(jí)管式換熱器的管外或管內(nèi)安裝金屬螺旋環(huán)、金屬絲、盤狀構(gòu)件、麻花鐵、翼形物等各種類型的插入物，可增強(qiáng)擾動(dòng)，破壞流動(dòng)邊界層和增加傳熱。例如，由細(xì)金屬條扭曲的麻花鐵擾流板插入管內(nèi)后，流體形成強(qiáng)烈的渦流以增強(qiáng)傳熱。如果在插入時(shí)能與管壁緊密接觸，仍能起到翅片的作用，擴(kuò)大傳熱面。大量實(shí)驗(yàn)研究表明，衛(wèi)生級(jí)管式換熱器添加插入物可以顯著增強(qiáng)強(qiáng)制對(duì)流換熱，但也會(huì)造成流動(dòng)阻力變大、通道容易堵塞和結(jié)垢等操作問題。使用插入物時(shí)，應(yīng)遵循管道的全過程，以保持整個(gè)過程中的強(qiáng)化傳熱。此外選擇插入物形式時(shí)，應(yīng)考慮阻力減小，傳熱增強(qiáng)。
　?。?） 加旋轉(zhuǎn)流動(dòng)裝置
　　旋轉(zhuǎn)流的離心力會(huì)使流體產(chǎn)生二次循環(huán)，從而增強(qiáng)傳熱。上面提到的一些插入物，如麻花鐵、金屬螺旋絲等，除了自身的特性外，還可以產(chǎn)生旋流。一些專門產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流的元件或裝置，在一定壓力下渦流發(fā)生器使流體由沿切線方向進(jìn)入管內(nèi)劇烈旋轉(zhuǎn)。研究表明，渦流增強(qiáng)的雷諾數(shù)與傳熱程度有關(guān)。在一定的熱源溫度下，對(duì)流傳熱系數(shù)隨著Re的值變大而變大，達(dá)到一定的大值后減小。在應(yīng)用中，當(dāng)對(duì)流換熱系數(shù)變大時(shí)，應(yīng)將實(shí)際Re值控制在接近臨界Re值，以充分利用旋流效應(yīng)。除了流體旋轉(zhuǎn)外，還有傳熱面旋轉(zhuǎn)的情況。當(dāng)衛(wèi)生級(jí)管式換熱器的管道繞不同軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，其切應(yīng)力、離心力、浮力和重力產(chǎn)生的二次循環(huán)可以促進(jìn)傳熱增強(qiáng)。
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