下载文档原格式
换热器的研究发展现状换热器作为一种重要的工业设备，在能源、化工、制冷、环保等领域得到了广泛应用。
本文将介绍换热器的基本原理和类型，分析当前的研究现状，探讨研究方法及取得的成果与不足，并展望未来的发展趋势。
一、换热器的基本原理和类型换热器的主要作用是将热能从一种介质传递给另一种介质，以实现加热、冷却或冷凝等过程。
根据传热原理的不同，换热器可分为间壁式、混合式和蓄热式三大类。
间壁式换热器中，热量通过间壁传递，如管壳式、套管式等；混合式换热器中，热量通过介质直接混合传递，如板翅式、螺旋板式等；蓄热式换热器中，热量通过蓄热体传递，如回转型、球型等。
二、换热器的研究现状随着科技的不断进步，换热器研究也取得了长足的发展。
国内外研究者针对换热器的传热性能、结构优化、新材料应用等方面进行了广泛研究。
在传热性能方面，研究者通过实验和数值模拟方法，对换热器内部的流动和传热过程进行深入分析，以提高换热效率。
在结构优化方面，研究者通过对换热器结构进行改进，减轻重量、降低成本，提高可靠性。
在新材料应用方面，研究者不断探索新型材料在换热器中的应用，提高换热器的耐腐蚀性、耐磨性和抗结垢性能。
三、换热器的研究方法换热器研究的主要方法包括实验设计和理论分析。
实验设计方面，研究者通过设计不同的实验方案，包括改变操作条件、优化流路布置、选用不同材料等，对换热器的性能进行测试和评价。
理论分析方面，研究者通过建立数学模型，运用数值计算方法和计算机模拟技术，对换热器内部的流动和传热过程进行模拟和分析。
此外，研究者还会采用一些现代测试技术，如红外热像仪、激光多普勒测速仪等，对换热器内部的温度分布、流速等进行精确测量。
四、换热器研究成果与不足经过国内外研究者的不懈努力，换热器研究取得了一系列重要成果。
例如，新型材料的开发与应用，提高了换热器的耐腐蚀性、耐磨性和抗结垢性能；先进数值模拟技术的应用，为换热器的优化设计提供了有力支持；实验设计方法的改进，使实验结果更加准确可靠。
换热器发展现状与未来趋势研究综述换热器是一种用于传递热量的设备，广泛应用于工业生产和生活中的热交换过程。
本文将对换热器的发展现状与未来趋势进行综述。
我们来看一下换热器的发展现状。
随着工业技术的不断进步，换热器的种类和性能也在不断提升。
目前，常见的换热器类型包括壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器等。
这些换热器在结构设计和材料选择上都有了很大的改进，以满足不同领域的需求。
壳管式换热器是最常见的一种换热器类型。
它由壳体和管束组成，通过管壳两侧流体的对流换热来实现热量的传递。
壳管式换热器具有结构简单、换热效率高、适应性广等优点，广泛应用于化工、石油、制药等行业。
随着材料科学和制造技术的不断进步，壳管式换热器的换热性能和耐腐蚀性也得到了提升。
与壳管式换热器相比，板式换热器具有体积小、换热效率高、清洗维护方便等优点。
它由一系列平行排列的金属板组成，通过板间流体的对流换热来实现热量的传递。
板式换热器在化工、食品、制冷等领域得到了广泛应用，并且随着新材料和新工艺的引入，其性能和可靠性不断提升。
管束式换热器是一种新型的换热器类型，它由多个细直管束组成，通过管内流体的对流换热来实现热量的传递。
管束式换热器具有结构简单、传热效率高等优点，适用于高温高压和强腐蚀介质的换热。
随着材料和制造工艺的不断改进，管束式换热器在化工、电力、航空航天等领域的应用也在不断扩大。
除了换热器类型的改进，换热器在换热原理和性能上也有了很大的突破。
例如，换热器的传热系数、传质系数和热阻等性能参数得到了提高，使得换热器的换热效率更高。
此外，换热器的结构和材料选择也得到了优化，以提高其耐腐蚀性、抗压性和使用寿命。
未来，换热器的发展趋势将主要集中在以下几个方向。
首先，换热器将更加注重节能和环保。
随着能源紧张和环境污染的日益严重，换热器需要更高的能量利用率和更低的排放水平。
其次，换热器将趋向于大型化和集成化。
大型化可以提高换热器的传热效率和处理能力，集成化可以减少设备的占地面积和运行成本。
热管技术国内外研究现状热管原理最早是由于1944年在美国俄亥俄州的通用发动机公司提出并一次取得专利[4]。
该公司最初提出一种设想也即最早期的热管装置，这种装置只是由封闭的管子组成，当管内充装某种液体时，管子的一侧吸热蒸发后，另一侧的某一装置可以达到冷凝放热的效果，不附加任何外加动力的基础上，仅依靠管子内部的吸液芯所产生的毛细吸力，使得冷凝后的液体可以流回至原来那侧，从而继续蒸发吸热，像这样循环往复，就可以实现使热量从端传动到另一端的目的。
但的很可惜的是，他的想法在当时并未得到广泛的认同。
306041963年，美国新墨西哥州的科学家在国家实验室再次研制出了类似于最初设想的传热装置，并赋予这种传热装置一个学术的内涵，正式将这一传热元件命名为热管一一，当时实验中采用钠作为工质，壳体采用不锈钢材料，内部装有丝网吸液芯[5]。
论文网随着时间不断推移，关于热管的研究并没有停下脚步。
1965年，首次给出了较为完整的热管理论，也正是他建立了热管中各个过程的基本方程，并建立了如何计算热管毛细极限的较为标准规范的数学模型，由此，为以后的热管理论研究工作奠定了基础[6]。
1966年，发明了一种拥有独特通道设计的热管[7]。
他所完成的设计是为工作液体从放热段回流至吸热段过程中，提供了一个压力降比较小的通道，这样就可以较大幅度的提高热管的传热能力。
1967年，美国宇航局将一根不锈钢一水热管送入地球卫星轨道并且运行成功[8]。
这一壮举之后，更是几近引发了科学界的沸腾，吸引了更多的科学家和科研人员投身于热管的研究中来，不论是荷兰、日本、英国、法国、意大利、前西德、前苏联等国家和地区均展开了相关的大量研究工作，至此热管技术以空前的速度得到发展。
源自1969年，前苏联和日本的有关书籍和杂志几乎同时发表了有关热管研究方面的文章。
这篇文章中对于带有翅片的热管式空气加热器加以详细的描述。
在全球能源日趋紧张的现况中，这种空气加热器可以应用于回收工业废气中潜热；同时，和提出了利用可变导热热管来实现恒温控制[9]；另外，科学家也发明出了一种新的旋转式热管，它是依靠转动从而产生离心力，使得工作液体能够从冷凝段流回蒸发段。
化工企业换热器结垢原因分析及清洗方法摘要：化工企业在我国社会发展過程中占据着非常重要的地位，随着社会经济水平的不断提高，该企业也得到了相应的发展.。
就从目前的情况看来，化工企业在生産发展過程中会使用到各种各样的仪器设备，在众多仪器设备當中比较关键的就是换热器，然而换热器在实际运行的时候容易受到各种因素所带来的影响，这样就会出现结垢现象，从而其自身整体性能也就会受到较大程度的影响.。
为此，化工企业相关管理人员要对换热器结垢原因进行充分分析，进而采取有效的措施来进行清理，这样才可以提高换热器运行效果.。
关键词：化工企业；换热器；结垢原因；清洗前言：通過实际调查发现，换热器在化工企业生産发展當中占据着非常重要的地位，是进行冷热交换的一种重要的静设备，然而其在运行過程中容易出现结垢，这就要求相关工作人员要对各种结垢原因进行充分考虑，在此基础上严格按照相关的要求和规定来对其进行清理.。
另外，在清理過程中要对先进的清理方法和手段进行合理应用，这样不仅能够提高整体清洗效果，而且还能够确保换热器可以发挥出其自身应有的作用.。
一、换热器结垢原因分析（一）换热介质的化学成分就从目前的情况看来，在换热器當中最为常见的换热介质就是水，不過这种换热介质當中好友一些杂质，这样就会导致结垢现象的出现，并且还会带来非常严重的影响.。
在通常的情况下，在水當中以离子或分子状态溶解的杂质可以分为钙盐类、镁盐类等；以胶状态存在的介质就是铁化合物、微生物、冷却循环水當中的污泥等，再加上空气當中尘土及补充水當中存在的悬浮物，这样就会导致这些物质会以较低的流速逐渐沉积在换热器當中.。
另外，换热器壁面比较常见的就是微生物分泌物与水中泥沙、腐蚀産物等相互粘结而形成的黏垢.。
（二）换热器结垢的理化性质所谓的水垢，简单的来说就是受热表面与传热表面所沉积的附着物，随着我国科学技术水平的不断提高，换热器种类也会变得越来越多，其中压缩冷盘等循环冷却式换热器當中含有碳酸氢盐分解所産生的物质和微生物污泥.。
换热器烧结型表面多孔管综述随着现代科学技术和工业化生产的发展,节能降耗已经成为各个行业生产部门主要控制指标。
我国还处于发展中国家的水平,石油、化工及冶金工业在我国国民经济中占有很大的比重,如何在这些行业中降低能源消耗及投资成本,一直是研究者和企业界比较关心的问题。
管壳式换热器一直是这些工业中主要使用的换热设备,其投资可达全部投资的30%～40%。
如何提高它的传热效率并降低成本,是既有学术意义又有现实意义的课题。
普通换热管的传热性能比较差,其传热效率、结构的紧凑性以及单位传热面积的金属消耗量都无法和各种新型的板式换热器相比。
烧结型表面多孔管的传热系数可比普通光管的传热系数至少提高10倍],而且其有效温差仅为普通光管的1/7～1/8,普通光管经烧结制成多孔表面管后可以有效提高光管的抗结垢性能。
表面多孔强化管是20世纪60年代末发展起来的1种强化沸腾传热的高效换热管。
烧结型表面多孔材料的研究始于1956年8月,美国人Ｍｉｌｔｏｎ进行了烧结多孔薄层应用于各类换热机构的研究,并于1968年申请了烧结型表面多孔材料方面的第1个专利(ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｓｙｓｔｅｍ)。
相似的专利相继于1973年、1974年及1977年获得批准,使烧结工艺更加完善,美国联合碳化物公司买断了该4项专利,推出了著名的ＨｉｇｈＦｌｕｘ商用表面多孔管。
同时Ｗｅｂｂ设计了整体多孔层,20世纪70年代后期到80年代初,日立公司生产了ＴｈｅｒｍｏｅｘｅｌＥ管;前西德的ＷｉｅｌａｎｄＷｅｒｋＡＧ公司生产了Ｔ型肋片管,其商品名称是ＧｅｗａＴ。
Ｋｕｎ和Ｃｌｉｋｋ描述了1种凹腔沟槽面,提供了不同沟槽密度下,氮和水的沸腾数据。
Ｇｏｔｔｇｍａｎ、Ｃｚｉｋｋ和Ｎｏｅｉｌｌ为确定合适的气孔尺寸,提出了用以判别多孔表面性能的理]。
由于这些学者和大公司的努力,表面多孔管获得了普遍的应用。
1 表面多孔管分类和制造表面多孔管按其制造工艺可以分为烧结型、喷涂型、电镀型和机械加工型。
罗汇果，陈建勋广东省特种设备检测研究院珠海检测院，广东珠海，519002摘要：换热器结垢或堵塞将降低设备运行能效、诱发安全事故，进行有效检测和防治是确保设备安全稳定运行的重要手段。
介绍了换热器工作原理，分析了换热器管束结垢或堵塞的主要原因及对运行安全性和能耗的影响。
对热力性能监测法、超声波检测法、放射性探测法等换热器结垢、堵塞的检测或评估原理进行了详细分析。
在此基础上提出了水质控制、定期清洗、改进设计等换热器结垢堵塞防治的有效策略。
本文为确保换热器的运行安全、降低能耗提供了全面的理论依据和实践指南。
关键词：换热器、结垢、堵塞、能效、检测换热器是一种热量交换型设备，该设备通过壁面将热流体和冷流体隔开，两者间通过壁面进行热量交换，使两种或以上的流体之间进行热量传递，以达到温度调节的目的。
根据冷热介质之间换热方式的不同，换热器一般可以分为管壳式、鳍片式、板式、螺旋板式等常见型式[1]。
换热器是石油化工、空调、冶金等领域的重要能源设备，尤其是在高温、高压和腐蚀性强的环境中，其作用尤为明显，且数量非常大[2]。
据统计，仅在石油炼制企业中，换热器的数量就占据了全部设备数量的40%左右。
换热器的作用不仅在于进行简单的热量交换，更是决定着整个生产工艺的效率和产品质量。
例如，在石油炼制过程中，原油经过换热器预热后进入常压蒸馏塔进行蒸馏，蒸馏得到的产品再经过换热器冷却后才能得到满足产品标准的产品。
在这一过程中，如果换热器的效率降低，将直接影响到生产效率和产品质量。
结垢和堵塞是换热器使用过程中的常见故障，并将直接影响其传热效率，从而降低换热能效，降低生产工艺稳定性[3]。
换热器内部发生结垢或管束堵塞也将导致更快的金属腐蚀，降低设备的使用安全性[4]。
设备使用过程中，对换热器结垢、堵塞状况进行有效的检测，并进行适时的维护和清洗换热器可以显著降低能源消耗，提高使用能效。
1. 换热器结垢、堵塞原因换热器经长期使用且得不到有效维护，其与流动性介质接触的管束内壁或壳体内壁将发生结垢甚至管束堵塞,结垢和堵塞是该设备常见的运行问题。
金属多孔材料的研究现状与发展前景摘要：介绍了金属多孔材料的制备方法、应用、发展方向以及前景。
关键字：金属多孔材料；制备方法；应用1 引言金属多孔材料是一类具有明显孔隙特征的金属材料(孔隙率可达98%)，由于孔隙的存在而呈现出一系列有别于金属致密材料的特殊功能，广泛应用于冶金机械、石油化工、能源环保、国防军工、核技术和生物制药等工业过程中的过滤分离、流体渗透与分布控制、流态化、高效燃烧、强化传质传热、阻燃防爆等，是上述工业实现技术突破的关键材料。
近年来金属多孔材料的开发和应用日益受到人们的关注。
金属多孔(泡沫金属)材料是20世纪80年代后期国际上迅速发展起来的，是由刚性骨架和内部的孔洞组成，具有优异的物理特性和良好的机械性能的新型工程材料。
它具备的优异物理性能，如密度小、刚度大、比表面积大、吸能减振性能好、消音降噪效果好、电磁屏蔽性能高，使其应用领域已扩展到航空、电子、医用材料及生物化学领域等。
通孔的金属多孔材料还具有换热散热能力强、渗透性好、热导率高等优点；而闭孔金属多孔材料的物理特性则与通孔的相反。
为了得到不同性能的多孔金属，各种制备方法被相继提出，如直接发泡法，精密铸造法，气泡法，烧结法和电沉积法等[1,2]。
2 金属多孔材料制备方法2.1 从液态(熔融)金属开始制备2.1.1熔体发泡法在一定的条件下金属熔体中可生成气泡，并且一般情况下多数气泡由于浮力作用会迅速上升到液体表面而溢出。
为了使更多气泡留在熔体中，可在其中加入增粘剂来阻碍气泡的上浮。
19世纪60至70年代，人们就已经尝试用这种方法制备铝、镁、锌及其合金的泡沫材料。
过去的10年中，又涌现出了大量的新思路、新工艺，其中有两种熔体发泡工艺特别具有发展前景：其一是直接将气体通入金属熔体中，其二是将发泡剂加入熔体中，发泡剂分解释放大量气体[3]。
①直接吹气法：首先在熔融的金属中加入增粘剂以防止气泡从熔体中逸出。
随后，采用旋转浆或振动的喷嘴将发泡气体(空气、氮气、二氧化碳、氩气等)通入熔体中，旋转浆或喷嘴的作用是在熔体中产生足够多的优良气泡并使他们分布均匀。
换热器的结垢分析（上海轻工业研究所有限公司研发中心杨林）摘要：本文换热器污垢的主要类型、形成机理以及影响污垢生长的因素。
同时，提供了简单判定具体结垢的类型的化学分析方法。
关键词：换热器结垢分类区分换热器是石油、化工装置中重要的设备之一, 也是其它工业生产过程中广泛应用的通用设备。
由于换热器内有流体、气体等物质流动, 在其运行过程中, 管内及壳程必然要发生腐蚀和结垢, 致使传热效率下降、流量降低。
在换热设备中, 大多数是作为冷却器使用的, 而作为冷却介质的工业用水( 或其它介质)中的溶解物随温度的变化和冷却水的蒸发都会产生沉淀、凝聚而生成水垢或污垢。
另外, 换热器内的腐蚀产物以及微生物滋生也是污垢生成的原因。
1 污垢的分类从结垢机制的角度, 液侧污垢可分为如下6类:析晶污垢、微粒污垢、化学反应污垢、腐蚀污垢、生物污垢、凝固污垢以及混合污垢。
需要指出的是, 通常的污垢形成过程可能是几种污垢形成机理共同作用的结果。
如析晶污垢和腐蚀污垢就常常混合而共存于同一换热面, 并且换热壁面上往往同时生成几种污垢且相互影响。
因此, 针对每一基本结垢类型, 弄清其形成机理对防止结垢是十分重要的。
(1)析晶污垢：指过饱和的流动溶液中溶解的无机盐垫析在换热面上的结晶体，如果是冷却水或蒸发设备中的液体时，这种污垢又称作水垢。
(2)颗粒污垢：指悬浮在流体中的固体颗粒在换热面上的积聚。
这种污垢包括较大固体粒子在水平换热面上的重力沉淀和以其他机制形成的胶体粒子沉淀物。
(3)化学反应污垢：指由于化学反应形成的换热面上的沉积物，但是如果换热面材料本身参与反应所形成的污垢则不在此列。
(4)腐蚀污垢：指换热面材料本身参与化学反应所产生的腐蚀物的积聚。
这种污垢不仅本身污染了换热面，而且还可能促使其他潜在污垢组分附着于换热面上形成污垢。
(5)生物污垢：指由细菌、藻类等微生物及其排泄物沉积于固体表面并生长、繁殖而形成的生物粘膜或有机物膜。
这种生物粘膜既为宏观生物和无机物的附着和生长提供了条件，也为宏观生物的生长提供了必要的养分。
换热器结垢原因分析
换热器是一种结构紧凑、高效的换热设备，是实现加热、冷却、热回收、快速灭菌等用途的优良设备。
然而，由于换热器长期运行，用来冷却或加热侧纯净程度的不同以及工艺介质本身性质的差异导致换热器结垢已成必然，造成换热器换热效率降低，从而影响生产的效率和设备的安全。
换热器结垢的原因通常包括以下几种情况：
A 、悬浮于循环水中的固体微粒附着在换热器表面，一般由颗粒细小的泥沙、尘土、不溶性盐类、胶状物、有无等组成，当含有这些物质的水流经换热器表面时，容易形成污垢沉积物，造成垢下腐蚀，为某些细菌生存和繁殖创造了条件。
当防腐措施不当时,最终导致换热表面腐蚀穿孔泄漏。
B 、一般生物污垢均指微生物污垢，循环水系统中最常见的微生物主要是铁细菌、真菌,铁细菌能见溶于水中的Fe2+转化为不溶于水的Fe2O3的水合物，在水中产生大量铁氧化物沉淀以及建立氧浓度差腐蚀电池,腐蚀金属。
C 、在冷却循环水中，随着水分的蒸发，水中溶解的盐类(重碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐)的浓度升高，部分盐类因过饱和而析出，而某些盐类因为则因通过换热器表面受热分解形成沉淀，这些盐类有无机盐组成，结晶致密，被称为结晶水垢。
D 、具有腐蚀性的流体或流体中含有腐蚀性杂质对换热器表面腐蚀而产生的污垢,腐蚀程度取决于流体中的成分、温度及被处理流体中的PH 等因素,金属腐蚀主要是温度在40~50℃的氧腐蚀,而合成冷排工作温度40~60℃,正好跟金属发生氧腐蚀的温度相吻合,加之循环水的PH 值长期偏低,一般都在PH 至8.0以下,更容易形成金属腐蚀。
换热器的结垢每年耗资巨大，严重时会影响安全生产的进行。
为避免换热器结垢导致的损失，可以考虑结合物理清洗、化学清洗、SPEET螺旋纽带的形式，有效进行除垢防垢。
- .换热器的研究发展现状及前景摘要：随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。
世界各国在寻找新能源的同时，也更加注重了节能新途径的研发。
强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境，而且能大大节约投资成本。
换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用，使得换热器的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视，各种研究成果不断涌现。
随着经济的发展，各种不同结构和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。
换热器又称热交换器，是一种将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，也是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
换热器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如石化、煤炭工业中的余热回收装置等。
本文主要介绍了现有换热器的分类，各种换热器的特点工作原理及应用情况，对目前换热器的存在问题和发展趋势进行分析。
关键词：换热器；强化换热；研究现状随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。
世界各国在寻找新能源的同时也更加注重了节能新途径的研发。
强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境，而且能大大节约投资成本。
换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用，使得换热器的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视，各种研究成果不断涌现1换热器的分类方式随着科学和生产技术的发展，各种换热器层出不穷，难以对其进行具体、统一的划分。
虽然如此，所有的换热器仍可按照它们的一些共同特征来加以区分，具体如下。
按照用途来分：预热器（或加热器）、冷却器、冷凝器、蒸发器等。
按照制造热交换器的材料来分：金属的、瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。
按照温度状况来分：温度工况稳定的热交换器，热流大小以及在指定热交换区域的温度不随时间而变；温度工况不稳定的热交换器，传热面上的热流和温度都随时间改变。
按照热流体与冷流体的流动方向来分：顺流式、逆流式、错流式、混流式。
