如何提高卫生级管式换热器的传热性

　　换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其中卫生级管式换热器因为其较大的操作温度与压力范围，低廉的成本，可靠的工作性能等优势，是应用广泛的换热器形式，那么卫生级管式换热器出现传热效率差应该怎么解决呢？
　　（1） 流速增加

　　增加卫生级管式换热器的流速。增加湍流脉动的程度，可以改变流动状态。例如，卫生级管式换热器中壳程和管程的分流是增加流程长度、提高流速和扰动的措施之一。湍流时提高管内流速对强化传热效果显着，但需要注意提高流速也受各种因素的限制。在实际使用设计中，选择好的流体或流速输送机械允许的流速，权衡各种因素。

　　（2） 射流冲击
　　将流体通过缝形或圆形狭喷嘴，直接喷射到固体表面上进行加热或冷却的方法。由于流体直接撞击固体壁面，边界层薄，流动时间短，因此对流换热系数显着增加。当液体射流撞击受热面时，如果热流密度高，则成为两相射流撞击传热，可以产生沸腾。实验表明，这样可以提高卫生级管式换热器的沸腾传热系数，还可以延迟烧毁点，显着提高临界热流值。
　　（3） 添加插入
　　在卫生级管式换热器的管外或管内安装金属螺旋环、金属丝、盘状构件、麻花铁、翼形物等各种类型的插入物，可增强扰动，破坏流动边界层和增加传热。例如，由细金属条扭曲的麻花铁扰流板插入管内后，流体形成强烈的涡流以增强传热。如果在插入时能与管壁紧密接触，仍能起到翅片的作用，扩大传热面。大量实验研究表明，卫生级管式换热器添加插入物可以显着增强强制对流换热，但也会造成流动阻力变大、通道容易堵塞和结垢等操作问题。使用插入物时，应遵循管道的全过程，以保持整个过程中的强化传热。此外选择插入物形式时，应考虑阻力减小，传热增强。
　　（4） 加旋转流动装置
　　旋转流的离心力会使流体产生二次循环，从而增强传热。上面提到的一些插入物，如麻花铁、金属螺旋丝等，除了自身的特性外，还可以产生旋流。一些专门产生旋转流的元件或装置，在一定压力下涡流发生器使流体由沿切线方向进入管内剧烈旋转。研究表明，涡流增强的雷诺数与传热程度有关。在一定的热源温度下，对流传热系数随着Re的值变大而变大，达到一定的大值后减小。在应用中，当对流换热系数变大时，应将实际Re值控制在接近临界Re值，以充分利用旋流效应。除了流体旋转外，还有传热面旋转的情况。当卫生级管式换热器的管道绕不同轴旋转时，其切应力、离心力、浮力和重力产生的二次循环可以促进传热增强。
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