詳細(xì)說明
研究表明,加入到換熱器換熱管中的擾流子添加物可以使換熱管內(nèi)流動的液體產(chǎn)生明顯的螺旋運(yùn)動。換句話說,在換熱器換熱管中加入擾流子添加物,就相當(dāng)于在換熱器換熱管中加入空隙率ε≥95%的多孔體,當(dāng)換熱器換熱管中流動的液體流經(jīng)這些擾流子添加物以后,流道內(nèi)將產(chǎn)生明顯的彌散流動效應(yīng),在低雷諾數(shù)下(Re≥300),由于彌散流動的促進(jìn),使換熱器換熱管中的液體轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳌M牧鳡顟B(tài)的流動液體其總熱阻是所有流態(tài)液體中最小的,由于換熱器換熱管中湍流狀態(tài)的流動液體熱阻非常小,所以,換熱器的傳熱系數(shù)(K)值將大大增加。在高的傳熱系數(shù)(K)值狀態(tài)下,換熱器中擾流子強(qiáng)化傳熱的效果就會非常明顯。
擾流子強(qiáng)化傳熱的特點(diǎn):
1、在換熱管中加擾流子添加物,最明顯的特點(diǎn)就是大大增強(qiáng)了換熱管內(nèi)側(cè)的換熱系數(shù)。試驗表明,在換熱器換熱管中加擾流子添加物,換熱管內(nèi)側(cè)換熱系數(shù)可比光管提高3.5倍以上。擾流子強(qiáng)化傳熱除了減少金屬消耗,它還可以提高工廠熱能利用效率,降低能耗。目前,一些設(shè)計追求高熱強(qiáng)度,而管殼式換熱器由于傳熱效率低,設(shè)計中采用的主要手段是選擇提高對數(shù)平均溫差,這要導(dǎo)致能耗的大幅度增加。
2、采用擾流子強(qiáng)化傳熱,另一優(yōu)點(diǎn)就是可有效地抑制污垢的生成。結(jié)垢是換熱器非常棘手的問題。污垢使傳熱效率下降,它的導(dǎo)熱性能差,只有鋼的1/30~1/50。對碳鋼管油冷卻器,當(dāng)水垢厚度達(dá)到2mm時,將比新制無垢時的運(yùn)行效率下降30%。美國傳熱研究公司對換熱器的污垢問題進(jìn)行了多年的研究,發(fā)現(xiàn)污垢的形成、生長,主要與介質(zhì)溫度和流速有關(guān),介質(zhì)溫度越高,介質(zhì)與壁面溫差越大,流速越低,越易形成污垢。為了消除管側(cè)污垢,國外一些廠家通過提高管內(nèi)流速(V=12~13m/s),但這帶來過高的壓降,能耗很大。采用擾流子強(qiáng)化傳熱的換熱器,設(shè)備管側(cè)的污垢顯著減少。首先,由于流體的彌散流動,介質(zhì)的溫度梯度較小,抑制了污垢的形成、生長;其次,由于彌散流紊動度很高(擾流子強(qiáng)化相當(dāng)于靜態(tài)攪拌器),流體中的雜質(zhì)不易沉積成垢。
3、使用擾流子強(qiáng)化傳熱換熱器的清洗十分方便。短時期清洗時,可不抽出強(qiáng)化元件,用水速為V>0.8m/s的清水沖刷管程即可。實驗表明。當(dāng)水速達(dá)到0.8m/s時,水流將產(chǎn)生強(qiáng)烈的彌散渦流,對管壁有很強(qiáng)的沖刷效應(yīng)。因此,可以比較干凈地除掉擾流子及管壁上的垢物。如果長時間運(yùn)行后清洗,可抽出強(qiáng)化元件,分別清洗擾流子與管壁,這也很便于實施。