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服務與支持

國外新型換熱器技術概況

來源：諾冰制冷發布時間：2014-01-09

對國外換(huan)(huan)熱(re)器(qi)市場的(de)(de)調(diao)查表明，管(guan)殼式換(huan)(huan)熱(re)器(qi)占(zhan)64%。雖然各種板(ban)式換(huan)(huan)熱(re)器(qi)的(de)(de)競爭力在(zai)上(shang)升，但管(guan)殼式換(huan)(huan)熱(re)器(qi)仍將占(zhan)主導(dao)地位(wei)。隨著動力、石(shi)油化(hua)工工業的(de)(de)發(fa)展，其(qi)設備也(ye)繼續向(xiang)著高(gao)溫、高(gao)壓、大型化(hua)方向(xiang)發(fa)展。而換(huan)(huan)熱(re)器(qi)在(zai)結構(gou)方面也(ye)有不少(shao)新的(de)(de)發(fa)展。現就幾種新型換(huan)(huan)熱(re)器(qi)的(de)(de)特(te)點簡(jian)介如(ru)下：
　　一(yi)、氣動噴涂翅片管換熱器
　　俄羅斯提(ti)出了(le)一種先進方(fang)法，即(ji)氣(qi)動噴(pen)(pen)涂(tu)法，來提(ti)高翅片化表(biao)面(mian)的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)。其實質是采(cai)用(yong)高速的(de)(de)冷的(de)(de)或(huo)稍微加溫的(de)(de)含微粒的(de)(de)流體給翅片表(biao)面(mian)噴(pen)(pen)鍍粉末粒子。用(yong)該(gai)方(fang)法不(bu)僅(jin)可噴(pen)(pen)涂(tu)金(jin)屬還能(neng)(neng)噴(pen)(pen)涂(tu)合金(jin)和(he)陶瓷(金(jin)屬陶瓷混合物)，從而得到(dao)各種不(bu)同性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)表(biao)面(mian)。
　　通常在(zai)實踐中翅(chi)片底(di)面的(de)接(jie)(jie)觸阻(zu)力是限制管子加裝(zhuang)翅(chi)片的(de)因素之一。為了(le)(le)評(ping)估翅(chi)片管換(huan)熱器(qi)元(yuan)件進行了(le)(le)試(shi)驗研(yan)究(jiu)。試(shi)驗是采用在(zai)翅(chi)片表面噴涂(tu)ac－鋁(lv)，并添加了(le)(le) 24a白色(se)電爐氧化鋁(lv)。將試(shi)驗所得(de)數據加以整理，便(bian)可評(ping)估翅(chi)片底(di)面的(de)接(jie)(jie)觸阻(zu)力。
　　將研究的(de)(de)(de)翅片(pian)的(de)(de)(de)效率(lv)與計算數(shu)據進行比較，得出的(de)(de)(de)結(jie)論是：氣動噴涂翅片(pian)的(de)(de)(de)底面的(de)(de)(de)接觸阻力(li)對效率(lv)無實質性影響。為了證實這一點，又對基(ji)部(管子)與表面(翅片(pian))的(de)(de)(de)過(guo)渡區進行了金相結(jie)構分(fen)析。
　　對過渡區試片的(de)(de)分(fen)析表(biao)明，連接(jie)邊界的(de)(de)整個長度上無不嚴(yan)密性的(de)(de)微裂紋。所以(yi)，氣動噴涂法促(cu)進(jin)表(biao)面與(yu)基本(ben)相(xiang)互作(zuo)用的(de)(de)分(fen)支邊界的(de)(de)形成(cheng)，能促(cu)進(jin)粉末粒子向(xiang)基體的(de)(de)滲透，這就說明了(le)附著強度高(gao)，有物(wu)理接(jie)觸和金屬鏈形成(cheng)。
　　因(yin)而氣動噴涂法(fa)(fa)不(bu)但可(ke)用(yong)(yong)于成(cheng)型(xing)，還可(ke)用(yong)(yong)來(lai)將按普(pu)通方法(fa)(fa)制造的(de)翅(chi)片(pian)固定在(zai)換熱器(qi)(qi)管子的(de)表面(mian)上，也可(ke)用(yong)(yong)來(lai)對(dui)普(pu)通翅(chi)片(pian)的(de)底(di)面(mian)進(jin)行補(bu)充加固。可(ke)以(yi)預(yu)計，氣動噴涂法(fa)(fa)在(zai)緊湊高(gao)效(xiao)換熱器(qi)(qi)的(de)生產中，將會得到廣泛應(ying)用(yong)(yong)。
　　二(er)、螺旋折流板(ban)換(huan)熱器(qi)
　　在管(guan)殼(ke)式換熱(re)(re)(re)器(qi)中，殼(ke)程(cheng)通(tong)常是(shi)一個(ge)薄弱環節。通(tong)常普(pu)通(tong)的弓形折流(liu)(liu)板能(neng)造成曲折的流(liu)(liu)道(dao)系統(z字形流(liu)(liu)道(dao))，這樣(yang)會導致(zhi)較大的死角(jiao)(jiao)和相(xiang)對(dui)高的返(fan)混(hun)。而這些死角(jiao)(jiao)又能(neng)造成殼(ke)程(cheng)結垢加劇，對(dui)傳熱(re)(re)(re)效率不利。返(fan)混(hun)也(ye)能(neng)使(shi)平均溫差失真和縮小。其(qi)后果是(shi)，與活塞流(liu)(liu)相(xiang)比(bi)，弓形折流(liu)(liu)板會降低(di)凈傳熱(re)(re)(re)。優越弓形折流(liu)(liu)板管(guan)殼(ke)式換熱(re)(re)(re)器(qi)很難滿足高熱(re)(re)(re)效率的要(yao)求，故常為其(qi)他型式的換熱(re)(re)(re)器(qi)所取代(dai)(如緊湊型板式換熱(re)(re)(re)器(qi))。
　　對普(pu)通(tong)折流板(ban)(ban)幾何形(xing)狀的改進(jin)(jin)，是發展(zhan)殼程(cheng)的第一步。雖然引進(jin)(jin)了密封條和(he)附加(jia)諸如偏轉折流板(ban)(ban)及采取(qu)其他措施來改進(jin)(jin)換熱器(qi)的性能，但普(pu)通(tong)折流板(ban)(ban)設(she)計的主要(yao)缺點依(yi)然存(cun)在。
　　為(wei)此(ci)，美國(guo)提出了(le)一種(zhong)(zhong)新(xin)方案(an)，即建議(yi)采用螺旋狀折(zhe)流板。這(zhe)種(zhong)(zhong)設計(ji)的先進性已為(wei)流體動力學研究和傳熱試驗(yan)結果所證實，此(ci)設計(ji)已獲得專利權。此(ci)種(zhong)(zhong)結構克(ke)服了(le)普通折(zhe)流板的主要缺(que)點。
　　螺(luo)旋折(zhe)流(liu)(liu)(liu)板(ban)(ban)的(de)(de)設計(ji)原(yuan)理很簡單：將圓截面的(de)(de)特制板(ban)(ban)安裝在“擬螺(luo)旋折(zhe)流(liu)(liu)(liu)系統(tong)” 中，每塊折(zhe)流(liu)(liu)(liu)板(ban)(ban)占換熱(re)器(qi)殼程中橫剖面的(de)(de)四分(fen)之一(yi)，其傾角朝向(xiang)換熱(re)器(qi)的(de)(de)軸(zhou)(zhou)線(xian)(xian)，即與換熱(re)器(qi)軸(zhou)(zhou)線(xian)(xian)保持(chi)一(yi)傾斜度。相鄰折(zhe)流(liu)(liu)(liu)板(ban)(ban)的(de)(de)周邊相接(jie)，與外圓處成連續螺(luo)旋狀。折(zhe)流(liu)(liu)(liu)板(ban)(ban)的(de)(de)軸(zhou)(zhou)向(xiang)重疊，如(ru)欲縮小支(zhi)持(chi)管(guan)子的(de)(de)跨度，也可得到(dao)雙螺(luo)旋設計(ji)。
　　螺(luo)旋折(zhe)流板(ban)(ban)結構可滿(man)足相對(dui)寬的(de)工藝條件(jian)。此種設計具(ju)有很大(da)的(de)靈(ling)活性(xing)，可針對(dui)不同操作條件(jian)，選取(qu)最佳的(de)螺(luo)旋角；可分別情況(kuang)選用重疊折(zhe)流板(ban)(ban)或是(shi)雙螺(luo)旋折(zhe)流板(ban)(ban)結構。
　　三、新型麻(ma)花管換熱器
　　瑞(rui)典alares公司(si)開(kai)發了一種扁管(guan)換(huan)熱(re)(re)器(qi)，通常(chang)稱為麻花管(guan)換(huan)熱(re)(re)器(qi)。美國休(xiu)斯頓的(de)布(bu)朗公司(si)做(zuo)了改進。螺旋扁管(guan)的(de)制造過程包括了“壓扁”與“熱(re)(re)扭”兩個工序。改進后(hou)的(de)麻花管(guan)換(huan)熱(re)(re)器(qi)同傳(chuan)統的(de)管(guan)殼式(shi)換(huan)熱(re)(re)器(qi)一樣簡(jian)單，但有許多激動人心的(de)進步，它獲得(de)了如下的(de)技術經濟(ji)效益：改進了傳(chuan)熱(re)(re)，減(jian)少(shao)了結垢，真正的(de)逆(ni)流(liu)，降(jiang)低了成本，無振動，節省了空間，無折流(liu)元件。
　　由于管子結構獨特使管程與(yu)(yu)殼程同(tong)時(shi)處于螺(luo)旋運動，促(cu)進了(le)湍流程度。該換(huan)熱(re)器(qi)總傳熱(re)系數較常規換(huan)熱(re)器(qi)高40%，而壓力降幾乎相等(deng)。組(zu)裝換(huan)熱(re)器(qi)時(shi)也可采用螺(luo)旋扁管與(yu)(yu)光管混合方式。
　　該換(huan)熱(re)(re)器嚴格按照asme標準(zhun)制(zhi)造(zao)。凡(fan)是(shi)用(yong)管殼式換(huan)熱(re)(re)器和傳統裝置之處(chu)均可(ke)用(yong)此(ci)種換(huan)熱(re)(re)器取代。它(ta)能獲(huo)得(de)普通管殼式換(huan)熱(re)(re)器和板框式傳熱(re)(re)設備所獲(huo)得(de)的(de)最佳(jia)值(zhi)。估計在化工(gong)、石油化工(gong)行(xing)業中具(ju)有廣闊(kuo)的(de)應用(yong)前景(jing)。
　　四、非釬(han)焊繞絲(si)筋管螺旋管式換熱器
　　在管(guan)子(zi)上(shang)纏(chan)繞金屬絲(si)作為筋條(翅片(pian))的(de)螺(luo)旋管(guan)式換(huan)熱器(ta)，一(yi)般都是采用焊接方(fang)法將金屬絲(si)固(gu)定在管(guan)子(zi)上(shang)。但這種方(fang)法對整個(ge)設備(bei)的(de)質量有一(yi)系(xi)列的(de)影響，因(yin)為釬焊法必將從換(huan)熱中“扣除(chu)”很大一(yi)部分管(guan)子(zi)和金屬絲(si)的(de)表(biao)面。更重要(yao)的(de)是，由于(yu)焊料迅速(su)老化和破碎會造成機器和設備(bei)堵塞(sai)，隨之提(ti)前(qian)報損(sun)。
　　俄羅(luo)斯(si)推薦一種新(xin)方法(fa)(fa)(fa)制(zhi)造繞(rao)絲筋管，即借(jie)助在管子上纏繞(rao)和拉緊(jin)金(jin)屬絲時(shi)(shi)產生的(de)機(ji)械接(jie)觸來(lai)固定(ding)筋條。采用此法(fa)(fa)(fa)能促進得到(dao)釬(han)(han)焊(han)時(shi)(shi)的(de)連續特(te)性(即將(jiang)金(jin)屬絲可靠地固定(ding)在管子上，而管子的(de)截面(mian)(mian)(mian)又不過分(fen)壓(ya)緊(jin))，故對(dui)于金(jin)屬絲僅用做隔斷時(shi)(shi)，可以認為(wei)(wei)是較釬(han)(han)焊(han)更(geng)受歡(huan)迎的(de)方法(fa)(fa)(fa)。但若利用金(jin)屬絲作為(wei)(wei)筋條(翅片)以增加換熱(re)面(mian)(mian)(mian)積時(shi)(shi)，只有當非釬(han)(han)焊(han)筋條的(de)有效傳熱(re)面(mian)(mian)(mian)不小于釬(han)(han)焊(han)連接(jie)時(shi)(shi)，才應更(geng)偏重于此方法(fa)(fa)(fa)。
　　試驗表明(ming)，當金屬(shu)絲與管子(zi)(zi)為線性(xing)接觸時(shi)，有(you)效傳熱(re)面最大，但此(ci)時(shi)金屬(shu)絲會沿管子(zi)(zi)滑動。所以關鍵是要選取最佳的接觸寬度(du)，也(ye)就(jiu)是繞絲時(shi)管子(zi)(zi)變形(xing)留下的痕跡的寬度(du)。這樣，非釬(han)焊時(shi)的有(you)效傳熱(re)面要比(bi)釬(han)焊時(shi)大。
　　該換熱器推薦(jian)用于氦技術和冷卻(que)工藝(yi)。

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