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波紋換熱管強化傳熱機理
來源: | 作者:cqmeitong | 發布時間: 2020-06-01 | 492 次瀏覽 | 分享到:

傳統管殼式換熱器的換熱管都是由直壁碳鋼管或不銹鋼管所構成.使用一段時間后.管壁就會出現結垢.使傳熱系數降低,影響設備的傳熱效率和使用壽命。20世紀90年代初波紋強化換熱管問世以后.在傳熱技術領域中出現了波紋什式換熱器。它是在繼承傳統管殼式換熱器諸多優點的基礎上.對傳熱元件做出改進,研制出的新型強化換熱設備.這種換熱器采用波紋型強化換熱憐代樸許殼式換熱器中的直份,由于波紋管的波峰與波谷之間有一定的高度.管內流動呈等直徑流束型和弧形流束型導致流速和壓力周期性的變化.冷熱流體流動時產生強烈擾動.使流體的流動狀態達到充分湍流。從而破壞了邊界層和污垢層的實際厚度,故比直什的傳熱系數明顯提高.成為一種新型、高效能的換熱器。
    近年來波紋管型換熱器以其傳熱效果好.同時其有原傳統的固定憐板換熱器結構簡單、適用性強等優點在熱電系統、化工、醫藥、食品等行業獲得了廣泛的應用.
波紋換熱管強化傳熱機理
    重慶波紋管任何一種新型強化傳熱管的研究都離不開傳熱理淪的指導.對無相變傳熱來說.所有的研究均是以破壞邊界層。使邊界層減薄.降低邊界層熱阻,從而提高傳熱系數為目的。波紋換熱管亦不例外·其傳熱機理如下.
    (1)邊界層的破壞
    重慶波紋管特殊的波峰與波谷設計.使管內流動分為等直徑流速型和弧形流速型,流體沿流動方向在波峰處速度降低、靜壓增大;波谷處速度增加、靜壓減小。使流速和壓力總是處于規律性的擾動狀態.冷熱流體流動時會產生強烈擾動.流動狀態達到充分湍流.使管內外流體不能形成與軸線平行的流股,管內流體的溫度、密度、雜質含量沿徑向均勻分布。沿流動方向呈波峰處流體速度降低、靜壓增大;波谷處流體速度增加.靜壓減小。這樣流體是在反復改變
速度及壓力梯度下進行的.產生的漩渦沖刷著邊界層.極大地破壞了邊界層的形成。這種周期性的截面變化增加了靠近管壁附近的湍流強度與湍流的給熱能力.使層流和過渡流達到湍流傳熱。當湍流即將消失時.流體又流經下一個波紋凸起.不斷產生軸向擾動.保持穩定連續地強化作用.從而提高了傳熱速率。其管外相應形成的波紋表而不但擴大了傳熱而積.也增加了擾動.使傳熱效果顯著提高。
    (2)噴射與節流效應
    在波紋管的弧形段進口處發生噴射效應。在出口發生節流效應.兩效應的結果使壁內側產生無數小漩渦.加強了流體的湍流?;⌒味蝺攘黧w釋放能量.而在直線段內流體積累能量.流體在管內周期性的能量積累與釋放使整個換熱管內表而都受到流體沖刷。
    (3)管內擾動現象
    如前所述,由于波紋管式換熱管束其有呈周期性變化的流道形狀。因而.當介質在其管內流動時.會發生較強烈的管內擾動現象。也正是由于這種現象的存在.使得即使當介質流量發生變化或
水質變差時.其管內垢膜及沉積物難以在管壁處生成和聚集。所以.使用波紋管式換熱管束.不易形成污垢層.從而使傳熱系數得到提高.換熱器能夠實現長期而穩定的強化傳熱。http://www.yesitao.com/




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