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介绍管壳式换热器的传热知识

横纹管

1974年前苏联首先提出横纹管,它是一种用普通圆管作毛胚,在管外壁经简单滚轧出与轴线垂直的凹槽,同时在管内形成一圈突起的环肋。其强化机理为:当管内流体经横向环肋时,管壁附近形成轴向漩涡,增加了边界层的扰动,有利于热量通过边界层的传递。当涡流即将消失时,流体又流经下一个横肋,不断产生轴向涡流,因而保持连续且稳定的强化作用。横纹管主要用来强化管内单相流体的传热,华南理工大学经研究发现,在相同流速下,横纹管流阻比单头螺旋槽管的小。

螺旋扁管

螺旋扁管是瑞士Allares公司首先提出、美国Brown公司经过改进的一种换热管。由于管子的独特结构,流体在管内处于螺旋流动,促湍流程度。梁龙虎[3]经实验研究,表明螺旋扁管管内膜传热系数通常比普通圆管大幅度提高,在低雷诺数时为明显,达2～3倍;随着雷诺数的增大,通常也可提高传热系数50%以上。

缩放管

缩放管是由依次交替的多节渐缩段和渐扩段构成,流体在该管结构的作用下引起湍动,从而提高传热效率。缩放管应用于单相流的研究已开展很多。华南理工大学提出一种改型缩放管,将每个缩放单元段中的扩张段减到小,并采用外凸圆弧、内凹弧和直线相连接的方式。同时还对该改进型管进行自然对流沸腾换热特性的实验研究,表明了改进型缩放管的自然对流沸腾换热性能优于普通缩放管[7]。陈颖[8,9]经实验和模拟计算,表明该改进型缩放管有较好的强化传热效果。

维内肋管

三维内肋管是通过专用的工具经过一定的方法对普通圆管内壁加工而成的***强化传热元件。流体在管内受到三维肋的作用而其热边界层的厚度减薄,从而提高对流传热膜系数。在某些烟气管对流换热中,三维内肋管具有独特的自清灰功能,李清方[10]经实验,发现烟气与三维内肋管的对流换热系数可达光管的3.2倍,比其它强化管如螺纹管的传热效果好。

影响管壳式换热器腐蚀主要因素有：

（1）介质成分和浓度：浓度的影响不一，例如在盐酸中，一般浓度越大腐蚀越严重。碳钢和不锈钢在浓度为50%左右的***中腐蚀很严重，而当浓度增加到60%以上时，腐蚀反而急剧下降；

（2）杂质：***杂质包括氯离子、硫离子、氨离子等，这些杂质在某些情况下会引起严重腐蚀

（3）温度：腐蚀是一种化学反应，温度每提升 10℃，腐蚀速度约增加1~3倍，但也有例外；

（4）ph值：一般ph值越小，金属的腐蚀越大；

（5）流速：多数情况下流速越大，腐蚀也越大。