波纹管换热器性能分析与实验研究

【摘要】： 当今世界，能源缺乏日益突出，提高用能设备的能源利用率，直接减少能耗是解决这一问题的重要途径之一。管壳式换热器是热能交换的主要设备，被广泛地应用在石油、化工等许多领域，所以对于换热器的节能增效方面的改造具有重要的意义。 近年来，国内外管壳式换热器的强化传热技术已经有了较大的发展，其中可以分为两大发展方向，其中一个方向是强化传热管的传热效率的发展，第二个方向是壳程结构的改进发展。就强化传热管方向而言，目前国内外已经研制并开发出的各类强化传热管有数十种之多。 本文分析实验研究的波纹管式换热器，是一种最新型的高性能的热交换器。任何一种新型管壳式换热器的性能优劣必须从多方面来综合评价，本文从理论及实验两方面对波纹管换热器进行了综合性能评价。首先，根据传热学原理，从理论上对波纹管换热器进行了热交换性能及使用性能的分析。其次，本文用实验的方法研究了液体在具有三种不同管径的波纹管内的流动与换热特性。管外壁采用电加热，来模拟均匀热流的条件，测试得到了在不同工况下各种管径的平均对流换热系数和阻力系数，推导出了所测关联式，并与相同管径的光管换热效果进行了比较，得到了波纹管换热器换热性能提高程度的大致数据。最后，对波纹管换热器做了一系列力学性能实验，检验其抗破坏的质量稳定性，并对波纹管抗结垢能力进行了验证性实验。评价结果表明，该换热器的综合传热性能远优于光管换热器。