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椭圆管换热器

时间:2020-01-03 07:25 来源:未知 作者:admin

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  管壳式换热器在能源化工、冶金、食品及造纸等领域得到广泛应用。随着现代工业技术水平的提高,对设备的换热效率要求也越来越苛刻,强化传热技术在换热器的研究中变得越发重要,但这项技术的实施存在一个几乎难以避免的问题,即传热效率的强化提高是以流动阻力的增加为代价,甚至存在流动阻力的增幅到一定程度,相对提高的传热效率己失去意义的现象,反而带来◆▼更大的技术难题或经济损失。如何在强化换热的同时使流动阻力也保持在较低的状态,是目前强化换热技术发展的关键,因此,高效低阻强化换热元件的开发和研究具有重要意义。

  圆管换热器存在易飘▪▲□◁水、高风阻以及低效率的缺点,需要通过增加挡水板、加大换热迎风面、增加换热器排数、增加换热器片数、加大迎风面积、降低风速来改善其性能,但这样会▼▼▽●▽●使得初投资加大、运行能耗增加以及运行费用加大。椭圆◇…=▲管形状特点,空气侧阻力小,流体间的换热系数增大;管内热阻比较小,增加了管内流体的换热量

  椭圆管换热器对管外绕流而言将脱体绕流点延迟,可减小管外压降;对管内流动而言,管道当量直径减小,对换热是有利的。同时,椭圆管管间距减小使得同样的空间可以布置更多的换热管。己有试验证明,椭圆管换热器的风侧阻力、导热系数、换热效率等各项性能均优于圆管换热器。椭圆管应用于制冷剂一空气换热器,可使管外空气侧压降减小,换热器换热•☆■▲能力加强,使蒸发▪•★温度升高、冷凝温度降低,可提高空调系统COP

  (1)相对于圆管,椭圆管更容易实现紧凑布置,使整个换★-●=•▽热器整体体积减小,从而减小了占地面积。

  (2)由于椭圆管形状特点,空气侧阻力小,流体间的换热系数增大;管内热阻比较小,增加了管内流体的换热量

  (3)椭圆管的换热面◇=△▲积大于同等截面积的圆管,这是因为同等的横截面积下,椭圆管的传热周边比较长。

  (5)由于椭圆管可以更紧凑的布置,前排管对后排的影响比较大,可以通过增大后排管的翅片间距,减小管外流阻,但是管排数不宜过大。

  扭曲椭圆管换热器作为一种新型螺旋截面高效换热设备兼具有折流板换热器传热系数高以及折流杆换热器压降低的特点,将扭曲▪…□▷▷•椭圆管换热器的设想应用于实际的换热器生产制造,主要由瑞典的Alards公司和后来美国的Brown Fintube公司完成的。后来,美国的Brown Fintube公司,对扭曲椭圆管换热器生产进行了改进,其公司的研究人员BlazoLjubici。等也对其传热与流阻特性进行了研究

  传统的管壳式换热器采用光滑圆管作为传热元件,壳程采用折流板结构,具有安装▲=○▼方便、运行可靠等优点。扭曲椭圆管换热器除管内流体二次流的强化传热以外,相比于折流板换热器而言还具有如下特点:

  (1)壳程流体为纵向流。这种结构有效地减小了折流板换热器壳程流体在流动过程中流动方向的不断改变而带来的压降,避免了折流板与壳体连接部位的流动死区与结垢,增加了有效换热器面积,同时纵向流的特点还能减少横向冲刷换热造成的换热管的振动。

  (2)壳程采用管束多点自支撑的结构。壳程流道由于自支撑的存在,具有一体化以及网格化的特点,壳程通道内流体由于网格化点的作用而周期性地冲击换热管壁面,强化流体的纵向混合,提高换热器壳程的换热效果。

  地铁列车空调机组功耗约占列车牵引动力的40 %,合理有效提高列车•●空调机组能效比(COP)是降低地铁能耗的重要课题。文献

  (1)风阻问题。当换热器而风速为2.5 m/s时,6排换热器风阻可达250 P◆■a,此时的风机能耗大,当风速提高时风阻增加。

  (2)传热问题。圆管翅片式换热器热传导性能提升已到瓶颈,现阶段没有有效措施,为提升换热器的换热量只能加大散热而积,但同时也得加大换热器的体积,增加了成本。

  椭圆管技术用于电子洁净厂房时,由于其▷•●迎风而风阻小,可大幅削减FFU循环风系统的空气输送动力,降低FFU系统能耗。同时,还由于其椭圆管的特殊结构,可以增大换热器的换热系数

  椭圆管换热器是利用直径9.52 mm的普通圆铜管,经过特殊挤压制作成长轴=12.55 mm,短轴=8mm的椭圆管,其迎风而为椭圆的短轴方向。此时,假如两种换热器有相同的管中心距D,椭圆管的管间距为dl,圆管的•□▼◁▼管间距为d2,显而易见d1d2,d1-d2=2x(9.52-8)=3.04 mm,椭圆管可以形成比较大的空气流道,对于相同迎风而积的两个换热器,在同等风量条件下,在相同管中心距时,可增加10%左右的管间净流通而积,减小净而风速,同时还可以有效减小椭圆管背风侧的扰流,以上的2个因素都可减小风侧阻力。

  (2)同时★▽…◇增大的还有铜管与空气流体的换热湿周。椭圆管比圆管有更大的换热而积。

  (3)椭圆管的长轴也加强了风侧空气紊流程度,提高了整体换热效□◁果,增大了导热系数K,椭圆管用于换热器可以起到强化换热的结果,是一▲★-●△▪▲□△种管外强化技术的应用。

  在供热工况下,圆管和椭圆管换热器在红外照相机下的温度分布情况,显而易见,椭圆管与气流换热更为充分。

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