作者:qiqi 日期:2012-04-03 点击数:次
1、管外凝结换热的强化
①.冷却表面的特殊处理
对冷却表面的特殊处理,主要是为了在冷却表面上产生珠状凝结。珠状凝结的换热系数可比通常的膜状凝结高5~10倍,由于水和有机液体能润湿大部分的金属壁面。所以应采用特殊的表面处理方法(化学覆盖法、聚合物涂层法和电镀法等),使冷凝液不能润湿壁面,从而形成珠状凝结。采用聚四氟乙烯涂层已获得一些实际应用。在冷却壁面上涂一层聚四氟乙烯。再经过热处理后可使凝结换热系数提高2~3倍,此时应注意聚四氟乙烯的老化和脱落。另外涂层不能厚,否则会增加壁的附加热阻。
用电镀法在表面涂一层贵金属,如金、铂、把等效果很好,缺点是价格昂贵。
②.冷却表面的粗糙化
粗糙表面可增加凝结液膜的湍流度,亦可强化凝结换热。实验证明,当粗糙高度为0.5mm时,水蒸气的凝结换热系数可提高90%。值得注意的是,当凝结液膜增厚到可将粗糙壁面淹没时,粗糙度对增强凝结换热不起作用。有时当液膜流速较低时,粗糙壁面还会滞留液膜,对换热反而不利。
③.采用扩展表面
在管外膜状凝结中常常采用低肋管,低肋管不但增加换热面积,而且由于冷凝流体的表面张力,肋片上形成的液膜较薄,因此其凝结换热系数可比光管高75%~100%。
日本日立公司开发了一种肋呈锯齿形的冷凝管,其肋高1.22mm,肋片密度每厘米上13.8片,错齿凹处深度为肋高的40%,凹槽宽度为肋间距的30%,这种锯齿形肋片管可比普通低肋管的凝结换热系数提高0.5~1.5倍。
此外会有一种销钉形的外肋管,它的扩展面是一系列的销钉,销钉形肋片管的凝结效应和低肋管差不多,但可节约60%的材料。
对垂直管外的凝结,采用纵槽管的效果十分显著,这是因为表面张力和重力的作用。顶部冷凝液会顺槽迅速排走,使顶部区及上部液膜变得很薄。试验表明,对某些有机蒸汽(如异丁烷),换热系数可增大4倍,在垂直管上垂直设置金属丝也可达到类似的效果。
值得注意的是,对于易结垢的介质不宜采用低肋管等,因为其结垢难清除。
2、管内凝结换热的强化
①.扩展表面法
采用内助竹是强化管内凝结的最有效的方法,试验表明,其换热系数比光管高20%~40%。按光面计算,则换热系数可高1~2倍。
②
.采用流体旋转法
采用插人扭带,静态混合器和螺旋槽管等流体旋转法均可强化凝结换热。如插人扭带一般可使凝结换热系数提高30%,但此时流动阻力也会大为增加。
值得注意的是,在强化凝结换热之前,应首先保证凝结过程的正常进行。例如,排除不凝气体的影响,顺利地排除冷凝液等。
强化传热技术在动力、制冷、低温、化工等部门得到了日益广泛的应用。许多新的强化传热的方法正在不断出现和应用于工业界。强化传热技术的进步和推广,不但能节约大量的能源,而且能大大减少设备的重量和体积,降低金属消耗量,是当前增产节能向深度发展的重要一环。
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