高黏介质中内插扭带对换热管换热性能影响

高效换热管螺纹挤压解释说明以及概述1. 引言1.1 概述高效换热管螺纹挤压是一种先进的制造工艺，用于改善换热管的传热性能。

通过在换热管表面形成特定的螺纹结构，可以增加管内液体和外部介质之间的接触面积，从而提高传热效率。

本文将详细介绍高效换热管螺纹挤压的原理、工艺步骤以及其对换热管性能的影响。

1.2 文章结构本文共分为五个主要部分：引言、高效换热管螺纹挤压解释、高效换热管螺纹挤压说明、实际应用案例分析以及结论与展望。

在引言部分，我们将介绍高效换热管螺纹挤压领域的背景和概述，并简要说明本文的目标。

在高效换热管螺纹挤压解释部分，我们将详细讲解这一技术的原理，包括挤压过程中涉及到的力学与物理现象等方面内容，并描述该技术的工艺步骤。

在高效换热管螺纹挤压说明部分，我们将重点探讨如何设计优化挤压螺纹的要点、制造工艺考虑因素以及性能测试与评估指标。

在实际应用案例分析部分，我们将从工业领域、家用电器领域以及其他潜在领域，分别介绍高效换热管螺纹挤压技术的实际应用案例，并对其效果进行评价和分析。

最后，在结论与展望部分，我们将总结本文的主要观点，展望高效换热管螺纹挤压技术未来的发展方向，并提出相关的研究和改进建议。

1.3 目的本文旨在全面阐述高效换热管螺纹挤压技术，深入剖析其原理和工艺步骤，并评估该技术对换热管性能的影响。

通过实际应用案例的分析，进一步验证该技术在不同领域中的可行性和优势。

最终，本文希望为高效换热管螺纹挤压技术的发展提供有价值的参考和启示，并为相关研究者提供研究和改进方向的指导建议。

2. 高效换热管螺纹挤压解释：螺纹挤压是一种用于生产高效换热管的加工方法。

它通过对换热管进行挤压形成螺纹结构，从而增加其内外壁面积，提高换热效率。

2.1 螺纹挤压原理：螺纹挤压是利用特制的挤压机和模具将普通换热管沿轴向方向施加力量，使其在模具中形成螺纹结构。

通过这种方式，在不改变换热管其他尺寸的情况下，有效地增加了换热管表面积，并且可以根据实际需要设计出不同规格和形式的螺纹。

换热管内插螺旋强化传热的数值模拟冯修燕;张治坤【摘要】换热管内插入钢丝螺旋改变了管内的流动状态.通过数值模拟,研究内插螺旋换热管内速度场与温度场的分布特性,对空管和内插螺旋换热管进行了比较.模拟结果表明,在相同条件下,内插螺旋能够有效地改善换热管内速度场和温度场,验证了管内插螺旋是提高换热性能的有效手段.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2016(042)006【总页数】2页(P93,119)【关键词】换热管;螺旋;强化传热;数值模拟【作者】冯修燕;张治坤【作者单位】湖南化工职业技术学院,湖南株洲 412000;湖南化工职业技术学院,湖南株洲 412000【正文语种】中文【中图分类】TK124污垢的存在［1］，不仅缩短了换热器的使用寿命，还使得传热效率大幅度降低，最终影响企业生产效益，造成重大经济损失。

对于管式换热器，换热管内侧污垢热阻的存在，大大增加了传热的阻力，使总的换热系数减小，换热效率降低。

管内插钢丝螺旋线圈是管式换热器强化传热的一种重要手段，在节能领域具有一定的工程应用价值［2］。

管内侧传热主要与管内流体热边界层有关，热边界层越薄越有利于强化传热，通过管内插螺旋线的数值模拟的分析，螺旋的存在可以抑制污垢的产生和减薄热边界层，从而能够强化传热。

管内插螺旋［3-5］可以很好地扰动管内接近壁面出的流体，使流体在流经螺旋时产生漩涡，加强了整个径向截面内的流体混合，提高了管内的雷诺数。

流体由于受到螺旋钢丝的阻挡，在径向方向上会产生一定的流速，这个流速方向与传热的方向是平行的，因此可以很好地强化管内流体在径向截面上的热量传递，起到了很好的强化传热效果［6］。

通过Fluent2.0软件数值模拟空管与内插螺旋换热管某一段截面上的速度、温度、压力云图并进行对比分析。

所选取换热管长度内径均相同，进出口边界条件设定一致，假设壁面为恒温边界，对流场加热。

图1为换热管的计算模型图。

截取两根换热管中间部分的管段进行研究，如图2所示，对该段垂直于坐标轴x方向的中性面即x=0截面进行研究。

第53卷第4期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 4 2024年4月 Liaoning Chemical Industry April，2024基金项目： 江汉大学校级科研项目（NO. 2021yb015）。

收稿日期： 2023-03-09高黏度流体下折流板结构对管壳式换热器传热综合性能的影响胡豹1，2，邹琳玲1，刘红姣1，晋梅1*（1. 江汉大学，湖北 武汉 430056； 2. 长江存储科技有限责任公司，湖北 武汉 430056）摘 要： 针对高黏度流体在弓形折流板管壳式换热器中综合传热性能低的问题，采用甘油作为壳程高黏度流体模型介质，通过三维数值模拟计算方法对其在弓形折流板和三分螺旋折流板管壳式换热器的壳程流动特性和传热综合性能进行研究。

结果表明：甘油在三分螺旋折流板换热器壳程中呈螺旋状流动状态，相比于弓形折流板而言，虽然传热性能降低，但有效降低了壳程压降，热增强因子TEF 提升了4.84%~28.95%。

关 键 词：三分螺旋折流板；弓形折流板；数值模拟；综合性能中图分类号：TQ015 文献标识码： A 文章编号：1004-0935（2024）04-0533-04管壳式换热器是一种广泛用于化工、炼油、冶金等工业生产过程中热量交换的单元设备。

折流板作为管壳式换热器内构件，既可提高传热效果，又可起到支撑换热器管束的作用[1-3]。

作为壳程流动介质的高黏度流体在传热过程中，流体的速度分布和温度分布均呈抛物线型分布，因此高黏度流体在管壳式换热器的传热过程中普遍存在传热效率低的问题[4]。

采用各种强化措施以便在提高高黏度流体传热系数的同时降低流动阻力，已成为提高高黏度流体在管壳式换热器中综合传热性能的研究热点。

近年来，众多研究者提出一种与换热管呈一定安装角度的连续螺旋折流板管壳式换热器[5-7]。

相比于传统弓形折流板而言，壳程流体在连续螺旋折流板换热器的壳程流动过程中，可形成连续螺旋状流动状态以减少壳程滞流死区，有效降低了管壳式换热器的压力损失，从而提高换热器的换热效率，同时，螺旋状的流动状态可减小壳程流体对换热管束的冲刷，可有效避免设备的剧烈振荡以延长管壳式换热器的使用寿命。

纳米流体浓度对内置扭带螺旋管传热特性的影响林清宇;刘鹏辉;石卫军;冯振飞;朱礼;李欢【摘要】基于纳米流体单相数值模拟方法,对纳米流体协同扭带插入物强化螺旋圆管传热特性进行模拟,分析了进口流速0.01~0.07 m/s范围内,纯水以及φ(Al2 O 3)=1%、2%、3%的Al2 O 3纳米流体对内置扭带插入物螺旋圆管努塞尔数的影响.结果表明,纳米流体可以提高努塞尔数,并且随着纳米流体φ(Al2 O 3)的增大,提升效果增加.通过场协同分析,热流场和速度场的协同程度也验证了上述结果.%Single-phase model of nanofluid is used to simulate the heat transfer of helical tubes with nanofluid and twisted tape inserts.With the inlet flow rate from 0.01 m/s to 0.07 m/s,the effect of pure water and nanofluid of Al2 O 3 with concentration of 1%、2%、3% on Nusselt number are analyzed. Nanofluid could improve the Nusselt number,and the enhancement increase with the increase of the concentration of nanofluid.The above results are verified by the field synergy analysis of the heat flow field and velocity field.【期刊名称】《化工科技》【年(卷),期】2017(025)003【总页数】5页(P36-40)【关键词】螺旋圆管;纳米流体;扭带;强化传热;场协同【作者】林清宇;刘鹏辉;石卫军;冯振飞;朱礼;李欢【作者单位】广西大学化学化工学院,广西南宁 530004;广西大学广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室,广西南宁 530004;广西大学化学化工学院,广西南宁 530004;广西大学广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室,广西南宁530004;广西大学化学化工学院,广西南宁 530004;广西大学化学化工学院,广西南宁 530004;广西大学广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室,广西南宁530004;广西大学化学化工学院,广西南宁 530004;广西大学广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室,广西南宁 530004;广西大学化学化工学院,广西南宁530004;广西大学广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室,广西南宁530004【正文语种】中文【中图分类】TK124随着化工换热、电子冷却、汽车换热、激光及航空航天技术等领域[1]的微机电和微电子元件集成化程度及发热量的不断提高，单位面积所需换热量急剧增大，螺旋夹套换热器以其结构紧凑、占用空间小及单位体积换热面积大等特点[2]被广泛应用在这些行业。

管内对流换热影响因素及其强化分析摘要: 从影响管内对流换热的因素出发，对近年来国内外学者的研究成果进行了综合分析，包括管内流体流动状态、表面形状、物性、脉动等对管内对流换热的影响。

介绍了利用缩放管、金属泡沫管、纳米流体、高压电场等强化换热的方法。

对中高温太阳能热利用系统中大温差管内对流换热的应用及其强化方法进行了展望。

关键词：管内；对流；换热；强化换热Influencing Factors and Enhancing Methods ofConvective Heat Transfer in TubesLei ChangkuiSafety Engineering Class 1002 1003070210Abstract: Some factors were summarized systematically according to the research in China and abroad in recent years, including convection flow state,phase-transformation,geometric factors, fluid pulse, fluid physical properties and viscosities. At the same time,some methods of enhancing heat transfer in tubes were also summarized,such as additives,electro-hydro-dynamical,metal foam filled pipes etc.Finally,the characteristics and the method of heat transfer enhancement were analyzed in high-medium temperature solar power systems.Key Words: tube,convection,heat transfer,heat transfer enhancing0 引言管内对流换热过程广泛存在于化工、动力、制冷及太阳能热利用等工程技术领域的各种热交换设备中，是一个传热温差和流体流动阻力并存且相互影响的复杂传热过程。

介质温度对换热器胀接接头的影响的数据分析摘要在国家的发展中，换热器成为人们日常生活中不可缺少的重要组成部分，换热器在不同的条件下，接受的温度也是不同的，它的压胀接后的封闭性和拉脱性是比较强的，这样就表明在工作状态下的接触压力的方法是不同的影响程度，在稳定之后，拉脱的力度会增加，然后趋于稳定，这样就会使它的温度升高。

关键词换热器；组成部分；影响程度引言在近几年来，换热器在生活中是越来越重要的，是广泛应用于人民日常生活中，主要是应用于石油、化工和能源等领域过程中，这就需要我们在研究管道与管板连接的时候要有密封性，还有广泛的工程应用价值和较高的理论知识研究，在研究中要对介质温度有一定的了解，在研究时多数是关于管、壳程在相同温度下的研究[1]。

1 在研究过程中液压胀接头有限模型的建立1.1 研究的结构以及计算参照数换热管的与管板之间的规格是有一定值数的，换热管上开有两道沟槽，胀接长度为50m，管板模型的外径为75m，内径是为19.4m，长为98m，胀接压力为200MP，换热管与管板的连接是有一定的互通性的，但是当换热管在管板之间选取材料的时候，16M壳程是有一定的低温冷却介质，但是当温度在25度时，对流换热的系数也是不一样的，管程是在不同的温度下进行不同的换热介质。

1.2 在有限的时间内研究模型在换热管的排列方式中要正确使用三角形的排列方式，但是由于接头的结构周期还会考虑到其对称性，取得二分之一的模型来研究，但是该模型考虑了对温度变化材料的性能的影响，在最初的时候，间隙的接触以及弹塑性分析等非线性的问题，还要采用了热单元、结构单元以及接触对单元进行数值模拟。

1.3 在研究时的计算步骤在一定的工作状态下，是有必要在对接头等液压胀接过程进行有限的计算，然后在不同的介质下进行温度下的有限元计算，在计算过程中要分为3步：第一步为胀接压力加载阶段；第二步就是为胀接压力卸载阶段；第三步为工作状态下接头力学分析，壳程介质温度为25度，管程施加不同介质的温度。

换热管与管板的连接方式浅析一、强度胀接—系指为保证换热器与管板连接的密封性能及抗拉强度的胀接；1.适用范围：1.1设计压力小于等于4Mpa；1.2设计温度小于等于300℃；1.3操作中无剧烈的振动，无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀。

1.4换热管的硬度值一般要求低于管板的硬度值；1.5有应力腐蚀时，不应采用管端局部退火的方式来降低换热管的硬度；1.6强度胀接的最小胀接长度应取管板的名义厚度减去3㎜或50㎜二者的最小值。

1.7当有要求时，管板的名义厚度减去3㎜或50㎜之间的差值可采用贴胀；或管板名义厚度减去3㎜全长胀接。

二、强度焊—系指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉强度的焊接。

1.适用范围：1.1可适用于本标准（GB151）规定的设计压力，但不适用于有较大振动及有间隙腐蚀的场合。

三、胀焊并用--强度胀加密封焊（系指保证换热管与管板连接密封性能的焊接）、强度焊加贴胀（系指为消除换热管与管孔之间缝隙的轻度胀接）两种方法；1.适用范围：1.1密封性能要求较高的场合；1.2承受振动或疲劳载荷的场合；1.3有间隙腐蚀的场合；1.4采用复合管板的场合。

四、强度焊、强度胀、强度焊+贴胀、强度胀+密封焊。

这四种连接型式的差异主要反映在管孔是否开槽和焊接坡口及管子伸出长度（见151第69页表33的规定）等方面。

1.1焊接。

当焊缝H值大于或等于2/3管壁厚时，称强度焊，否则为密封焊。

即强度焊必须是填丝的氩弧焊，而不填丝的熔化焊最多只能作为密封焊。

1.2强度焊适用于压力较高的工况，形成焊缝强度较大又不损伤管头。

但这种焊接难度较大，手工氩弧焊时较慢，且一般不用于立式换热器的上管板。

1.3胀接。

换热管与管板的胀接有非均匀胀接（机械滚珠胀）和均匀胀接（液压胀接、液袋胀接、橡胶胀接、爆炸胀接）两大类。

1.4机械胀接是最早的胀接方法，也是目前使用最广泛的胀接方法。

这种方法简捷方便，需使用油润滑，油的污染使胀后的焊接质量得不到保障；且该方法使管径扩大产生较大的冷作应力，不适用于应力腐蚀场合。