管壳式换热器强化传热技术概述_齐洪洋

管罩式热交换器的传热增强方法研究热交换器是一种广泛应用于许多工业领域的设备，用于实现热能的传递。

在热交换器中，传热效率的提高是提高设备性能和节约能源的关键。

管罩式热交换器是一种现代化的热交换器设计，它使用外置罩和管束结构，旨在增加了传热表面积，提高了传热效率。

本文将探讨一些传热增强方法，以进一步提高管罩式热交换器的传热效率。

首先，一种常见的传热增强方法是采用多层管束结构。

传统的管束结构只有单层管束，但多层管束结构可以增加传热表面积，增强热量的传递效果。

通过增加管束的层数，可以增加许多小管的数量，从而增加了传热的表面积，提高了传热效率。

其次，表面处理也是提高传热效率的重要方法之一。

在管束的外表面上进行粗糙化处理可以增加表面积并改善传热情况。

粗糙化表面能够增加湍流，提高流体的传热性能。

采用适当的表面处理技术，如喷砂、化学腐蚀等，可以进一步提高传热效率。

此外，携带流体的流速也会对传热效率产生影响。

在管束中增加流速可以增加流体与管壁之间的传热差。

通过增大流体的速度，可以增加热量的传递速度，从而提高传热效率。

然而，过高的流速也会导致流体的压降增加和能源的浪费，因此在确定流速时需要考虑平衡。

除了以上方法，传热增强剂是提高传热效率的另一种常用方式。

传热增强剂是添加到流体中的物质，可以改变流体的性质，增加流体和管壁之间的热传递。

常见的传热增强剂包括石墨、金属纳米颗粒、纳米涂层等。

添加传热增强剂可以改变流体的导热性能和粘性，从而增强传热效果。

此外，管束的几何参数也会对传热效果产生影响。

包括管径、管长、管束布置方式等几何参数的变化，都会影响流体的流动情况和传热效率。

通过优化这些参数，可以获得更好的传热效果。

例如，采用较小的管径可以增加管壁与流体之间的接触面积，提高传热效率。

最后，采用换热介质的变换和多级传热也是一种传热增强方法。

通过采用多种不同的换热介质，可以在不同温度梯度下实现多级传热，从而提高总体传热效率。

这种方法广泛应用于工业中的高效换热系统中，以实现更高的能量回收和利用。

2018年第37卷第4期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·1276·化 工 进展管壳式换热器强化传热研究进展林文珠，曹嘉豪，方晓明，张正国（华南理工大学化学与化工学院传热强化与过程节能教育部重点实验室，广东 广州 510640）摘要：管壳式换热器作为工程中应用广泛的换热器，具有结构坚固、适应性强、能够利用和回收热能等优点。

在追求高能源利用效率的背景下，换热器的强化传热得到广泛关注。

本文重点阐述了管壳式换热器的强化传热相关研究进展，包括换热器本身几何结构的优化、换热流体的热物性改善以及多种强化传热技术结合的复合强化传热方法。

其中几何结构优化主要包括改变换热管管型、增加管内插入物以及壳程中的隔板优化研究等。

换热流体热物性改善包括纳米流体提高热导率、潜热型热流体提高比热容等。

复合强化传热是将多种强化方法结合，可弥补单一方法的不足，以获得更高强化传热效果。

最后指出管壳式换热器强化传热未来的研究方向在于持续开发强化传热管、制备稳定的纳米流体及潜热型流体以及多种强化方式复合提高强化效果。

关键词：管壳式换热器；传热强化；螺旋隔板；纳米流体；潜热型热流体中图分类号：TK172 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）04–1276–11 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-2483Research progress of heat transfer enhancement of shell-and-tube heatexchangerLIN Wenzhu ，CAO Jiahao ，F ANG Xiaoming ，ZHANG Zhengguo（Key Lab of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation ，Ministry of Education ，School of Chemistry and Chemical Engineering ，South China University of Technology ，Guangzhou 510640，Guangdong ，China ）Abstract ：As the most widely used heat exchangers in engineering ，shell-and-tube heat exchangers have the advantages of strong structure ，high adaptability ，ability to utilize and recover heat energy and so on. Under the background of pursuing high-energy efficiency ，the heat transfer enhancement of heat exchangers has attracted wide attention. This article mainly focuses on the research progress of heat transfer enhancement of shell and tube heat exchanger ，including the optimization of geometry of the heat exchanger ，the improvement of thermal properties of the flowing fluid and the combination of multiple heat transfer enhancement techniques. Among them ，the geometry optimization mainly includes changing the surface of the heat transfer tubes ，adding inserts into tubes ，and optimizing the baffles in the shell side. The optimization of the physical properties of flowing fluid mainly focus on the improvement of thermal conductivity of nanofluids ，and improvement of heat capacity of latent heat fluid and so on. Integrated enhanced heat transfer technique combined different enhancement methods to fill the gap and achieve higher heat transfer rate. Finally ，it is pointed out that the research direction of the heat transfer enhancement of shell and tube heat exchanger in the future lies in developing enhanced tubes and steady nanofluids and latent heat fluid ，and the combination of a variety of ways to strengthen the heat transfer effect.Key words ：shell-and-tube heat exchanger ；heat transfer enhancement ；helical baffles ；nanofluids ；latent heat fluid第一作者：林文珠（1993—），女，博士研究生，研究方向为传热强化。

管壳式换热器管程强化传热研究进展[摘要]管程的强化传热是管壳式换热器强化传热的一个重要方面。

简述了管壳式换热器管程强化的研究进展,着重介绍了几种强化传热管的研究情况。

最后指出了国内外近期开发研究的发展方向。

[关键词]管壳式换热器;强化传热;管程管壳式换热器是工业中应用最广泛、运用可靠性良好的一种换热设备。

世界各国在二十世纪六、七十年代开始了强化技术的研究。

强化传热主要有两种途径:(1)增大传热面积,但换热器的传热面积不可能无限制地增大,否则投资费用会大大增加,并且随着工业化的进展,设备要紧凑化;(2)提高传热系数,主要从管程和壳程传热强化系数的提高方面上考虑。

许多科研工作者已经在这一方面上进行了大量的研究,并且取得了很大的成效。

本文主要讨论了管壳式换热器管程的强化传热———改变管子外形或在管内加入插入物,介绍了螺旋槽管、横纹管、螺旋扁管、管内插入物、翅片管、缩放管和三维内肋管等多种强化传热管的研究进展。

1螺旋槽管螺旋槽管是一种管壁上具有外凸和内凸的异形管,管壁上的螺旋槽能在有相变和无相变的传热中明显提高管内外的传热系数,起到双边强化的作用。

根据在光管表面加工螺旋槽的类型螺旋槽管有单头和多头之分,其主要结构参数有槽深e、槽距p和槽旋角β。

美国、英国、日本从1970年至1980年间对螺旋槽管进行了大量的研究[1]。

华南理工大学、北京理工大学和重庆大学也对螺旋槽管进行试验研究,而且都取得显著的成效。

此外,研究还表明单头螺旋槽管比多头螺旋槽管的性能好。

目前,无论是从传热、流阻、结垢性能,还是从无相变对流换热和有相变凝结换热,对螺旋槽管的强化传热研究从理论到实际已达到较高水平。

进一步结合计算机软硬件的发展,对螺旋槽管在不同场合传热的模拟和仿真,找出具有较大通用性的关联式以及优化螺旋槽管的结构尺寸将是今后研究的方向。

2横纹管1974年前苏联首先提出横纹管,它是一种用普通圆管作毛胚,在管外壁经简单滚轧出与轴线垂直的凹槽,同时在管内形成一圈突起的环肋。

管壳式换热器强化传热综述摘要根据国内外强化侍热技术的研究现状，着重介绍了管壳式换热嚣在壳程强化待热方面开展的工作及取得的成果。

关键词管壳式换热器壳程强化传热Abstract In the light of the present statns of study of the technology for intensification of heattransfer both at home and abroad．The work on the intensification of heat transfer in the shell side of the shell and tube heat exchanger is mainly presented as well as the result obtained．Keywords shell and tube heat exchanger shell side intensification of heat transfer 中图分类号：TE965 文献标识码：A随着现代工业的快速发展，对能源的需求越来越大．而利用高效换热器可以吸收化工、石油生产过程中存在的大量余热，既节约了能源，又减少了污染。

与板式、板翅式换热器相比，管壳式换热器由于其适用性广、坚固耐用、密封性较好以及其结构简单、清洗方便是石油、化工等领域应用最普遍的一种换热器(占整个换热器设备的70％以上) [1]。

因此．如何最大限度地利用热能和回收热能，强化管壳式换热器成为人们所研究的重点之一。

(一) 强化传热的途径单位时间内的换热量Q与冷热流体的温差△t及传热面积F成正比，即：Q=k·F·△t ．可见强化传热可以通过增加传热面积F、加大传热温差△t ，提高传热系数K3个途径来实现。

1．1 增加传热面积F增加传热面积不应理解为单一扩大设备体积或台数，而应是采用改变传热表面结构或材料性能合理提高设备单位体积的传热面积．使设备高效、紧凑、轻巧。

管壳式换热器强化传热技术进展(最全)word资料管壳式换热器壳程高黏度流体的传热强化朱冬生，蒋翔(华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室，化工与能源学院，广东广州510640) 关键词：管壳式换热器；高黏度流体；螺旋折流板；梯形翅片管；强化传热Enhanced heat transfer investigation on high viscosity fluid in shell-and-tube exchangerZHU Dongsbeng, JIANG Xiang(Key Laboratory o f Enhanced Heat Trans fer & Energy Conseruation , School of Chemical and Energy Engineering, South China University o f Technology, Guangzhou510640, Guangdong, China)Abstract: It is a key factor to increase heat transfer coefficient of highviscosity fluid in the shell side for making a high performance cooler. The heat transfer and flow resistance performance of trapezoid fin tube high viscosity fluid cooler with helical or segmental baffles were studied, and compared with the heat transfer coefficient of low-fin-tube cooler with segmental baffles. Experimental results indicated that heat transfer film coefficient in the shell side of trapezoid fin tube cooler with entire helical baffles was 60% more higher than that of low-fin-tube cooler with segmental baffles, and pressure drop was lower by 40%. Heat transfer film coefficient in the shell side of trapezoid fin tube cooler with entire helical baffles was 20% more higher than that of trapezoid-fin tube cooler with segmental baffles, and pressure drop was lower by 50%. Heat transfer film coefficient in the shell side of trapezoid fin tube cooler with entire helical baffles was 10% higher than that of trapezoid fin tube cooler with sectional helical baffles, and pressure drop was lower by 19%. Heat transfer film coefficient in the shell side of trapezoid fin tube cooler with segmental baffles was 30% more higher than that of low-fin-tube cooler with segmental baffles, and pressure drop remained unchanged.Key words: shell-and-tube exchanger; high viscosity fluid; helical baffles; trapezoid fin tube; heat transfer enhancement引言传统的管壳式高黏度流体换热器采用光滑管设计制造，其壳程传热及流动效能低，壳程传热阻力占总热阻的80%以上，且流动阻力损失较大，提高壳程流体的传热膜系数和降低流动阻力是提高高黏度流体换热器效能的技术关键[1]．螺旋折流板是一种传热及流阻性能优良的支撑结构，王良等[2]研究发现，螺旋折流板对高、低黏度流体的传热强化均适合，陈世醒等[3]研究发现，对于高黏度流体，相同流量下单位压降的壳程对流传热膜系数，螺旋折流板约为弓形折流板的1.5倍．Lutcha等[4]系统地对不同螺旋角的换热器性能进行了研究，认为螺旋角为40°时换热器的传热与流阻性能最优，由于加工的困难，螺旋折流板一般采用铜作为材质，设计思想是将折流板分成4块，形成螺旋流道[5]，分块螺旋折流板虽然容易制造，但壳程相邻折流板间存在三角死区，流体流向仍为横纵向混合流，安装、运输及使用场合受到限制，克服上述缺点和困难，设计制造了钢质整体螺旋折流板．Bergles[6]认为，管壳式换热器的强化传热应该是传热管表面及支撑结构的配合强化，低肋管曾在流体换热中得到广泛应用．邓先和[7]、张正国等[8]在螺旋折流板换热器中采用了花瓣管，其传热效能比光滑管和低肋管有明显提高，由于花瓣管结构特殊，要求用于加工管子的材质为软金属铜，管材成本高，工业应用有一定的局限性，为此文中采用了带有周向宽三维翅片的梯形翅片管，它是一种新型的传热性能优良的强化管型，是在平翅管基础上发展的一种异形扩展表面．本文对螺旋折流板梯形翅片管高黏度流体换热器的性能进行了研究，并与弓形折流板低肋管换热器进行比较，折流板与强化管均采用钢质整体制造技术，大大降低了材料成本，以坯管计算的单台换热器换热面积达45 m2，其结果既可作为中试基础数据，也能直接应用于工业生产中．1 试验设计高黏度流体换热器性能试验系统如图1所示，螺旋折流板换热器结构如图2所示，试验中采用黏度0.03～0.05 Pa·s的润滑油作为壳程流体，由于油用量较大，因此油需在油箱中加热到预定温度，然后经油泵由蒸汽加热后进入油换热器壳程冷却，再返回油箱构成循环，油流量通过变频油泵控制，油温通过蒸汽量来控制，来自水箱的冷却水经水泵送入油换热器的管程，与管外油换热后流回冷却塔，水箱设有浮球进水阀及排水阀调节水量，油和水的流量由变频油泵及水泵控制，通过涡轮流量传感器由微机测量和显示，测量精度为1%;油换热器的进出口油温和水温是由铜一康铜热电偶测量后，通过温度传感器由微机进行测量和显示，测量精度为0.1℃；根据压力表的读数可得到壳程油侧压降，测量精度为0.01 kPa.所有测试仪器均经过校核．试验采用了4台换热器，弓形折流板低肋管换热器1、弓形折流板梯形翅片管换热器2、分块螺旋折流板梯形翅片管换热器3和整体螺旋折流板梯形翅片管换热器4．试验用螺旋折流板梯形翅片管制造及检验均符合国家标准规定，上述4种换热器型式均为1-2型，材质均为不锈钢，传热管坯管规格均为+12 mm ×2 mm ，长4m ，数量298根，管间距16 mm ，壳体内径均为300 mm ，螺旋折流板螺距160 mm.梯形翅片管的P/d o 为0.100，h/do 为0.083，t/d o 为0.050．1-oil cooler ；2-freshwater ；3-oil inlet of tank ；4-oiltank ；5-drain water ； 6, 9-pump ；7-oil inlet ；8-heater ；lO-oil cycle ；11-oil outlet ；12-supportFig. 1 Scheme of experimental setup2 试验数据处理方法由于试验中水温及油温变化不超过20℃，因此水和油的定性温度均采用对数平均温差计算，各准数的计算中，为统一比较标准，取当量直径D e 为o ot e d d P D -=227.1 （1） 壳程流速根据油流过管间最大截面积计算⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=t o i b s P d D l A 1 （2）在润滑油换热器的校核试验中，经过多次测量，测得热平衡偏差均在5%以内，对于总传热系数，试验数据误差不超过4%，对壳侧传热膜系数，误差不大于10%，对壳侧压降，误差不超过8%，这是完全符合试验可信度及工程要求的．在测得油冷器总传热系数K后，管内传热膜系数αi由Dittuw和Boelter关联式计算，由于试验所用油冷器较新，所以取总污垢热阻为0.0002，管壁热阻R w按钢材计算，由上述方法即可得到壳程传热膜系数αo．对于管壳式换热器，壳程流动阻力计算比较复杂，影响因素很多，包括传热管型式和排列方式，折流板型式和布置方式，其他支撑部件的型式与布置方式，油与水进出口大小、位置和进出方式以及加工精度等[9]．由于目前对螺旋折流板梯形翅片管换热器的研究并不成熟，如将压力降转换为阻力系数，数据处理偏差较大，因此本文采取了直接用压降的方法来表征其阻力性能．一台换热设备的好坏，主要表现为其传热及流阻性能，为此，本文采用单位压降的壳程传热膜系数对4种型式换热器的综合性能进行评价．3 试验结果与分析3.1 壳侧传热膜系数与流速的关系图3表示壳侧润滑油不同流速时4种换热器的壳侧传热膜系数．试验结果表明，在低流速下，3号、4号换热器的壳程传热膜系数略低于2号换热器，当油流速增加到一定程度时，在相同流速下，3号、4号换热器的壳程传热膜系数高于2号换热器，4号比1号换热器传热膜系数提高可达60%以上，且随着油流速的增大，传热膜系数提高的幅度也增大．这是由于在油流速较小的情况下，螺旋折流板还无法形成理想的柱塞流，而其对油的扰动程度不及弓形折流板，因此其传热膜系数小于弓形折流板，随着油流速的增大，润滑油流体在壳侧呈柱塞状流动，同时旁路有害流减少，增强了润滑油流体的换热效率．试验结果同时表明，在相同油流速下，4号比3号换热器的壳侧传热膜系数提高10%左右，这说明整体连续螺旋比分块螺旋更能形成理想的柱塞流，消除有害流动．试验结果还表明，2号比1号换热器的壳侧传热膜系数高14%～36%，说明梯形翅片管的传热性能优于低肋管．这是由于润滑油在低肋管表面的轴向流动，流体不能很好地进入到翅片根部，因而传热膜系数较小，而梯形翅片管表面有特殊的三维翅片结构，能将流体边界层不断地分离，同时能够很大程度地激发流体的湍动，从而减薄边界层厚度，达到提高传热膜系数的目的[10]．Fig. 3 Relation between αo and velocity据试验数据，采用最小二乘法将传热性能最优的整体螺旋折流板梯形翅片管换热器的壳侧传热性能的准数关系回归为3/19248.0Pr Re 04064.0 Nu （3）式(3)的试验范围为Re -150～1000，Pr =250～450．3.2 壳侧流动阻力与流速的关系图4表示壳侧润滑油压降与流速的关系，油的流速在0.2～1.2 m ·s -1范围内时，在相同油流速下，3号、4号比2号换热器压降分别低23%～42%和33%～54%，压降减小的主要原因是螺旋折流板有利于柱塞状螺旋流的形成，减少了有害流，随着油流速的增加，压降减小的幅度也增大，说明弓形折流板的阻力系数大于螺旋折流板.4号比3号换热器压降低19%左右，这是由于整体螺旋折流板减少了三角死区，更有利于消除有害流动.2号与1号换热器的压降略有增大，这是由于低肋管的翅片根部滞流层厚于梯形翅片管，翅片顶部的扰流作用却强于梯形翅片管的原因．Fig. 4 Relation between pressure drop and velocity据试验数据及因次分析的结果，将流阻性能最优的整体螺旋折流板梯形翅片管换热器壳侧压降的准数关系回归为)2/(Re 10721.723476.28o u p ρ-⨯=∆ （4）式(4)的Re 范围与式(3)相同．3.3整体性能评价壳侧单位压降的传热膜系数曲线如图5所示，分析结果表明，4号换热器的综合性能最优，3号、4号换热器的综合性能大大优于1号、2号换热器，说明螺旋折流板的传热与阻力综合性能优于弓形折流板．2号换热器的传热与阻力综合性能优于1号换热器，说明梯形翅片管与低肋管相比，能在阻力基本不变的情况下强化传热．另外，随着油流速的增大，1号、2号换热器的壳侧单位压降的传热膜系数减小，3号、4号换热器壳侧单位压降的传热膜系数先增加后减小，但一直维持在较高水平，这说明大流速下螺旋折流板梯形翅片管的流动状况更为合理．梯形翅片管和螺旋折流板的配合使用，既可达到提升传热性能，又不增加压降的目的．Fig. 5 Relation between ao and pressure drop4 结论螺旋折流板梯形翅片管高黏度流体换热器能有效强化高黏度流体的传热过程．在较大流速下，螺旋折流板梯形翅片管换热器传热膜系数高于弓形折流板低肋管换热器，同时压降大大减小，且流速越大性能优势越明显．在试验范围内，整体螺旋折流板传热与流阻性能优于分块螺旋折流板，梯形翅片管传热性能优于低肋管，但阻力损失略有增大．螺旋折流板和梯形翅片管结合使用既能增大传热系数，又能达到减小压降的目的．高黏度流体换热器全部采用钢质整体技术制造，大大降低了制造成本；全部按国家标准制造和螺旋折流板梯形翅片管高黏度流体换热器将在工业生产中发挥重要作用．符号说明A——管间最大截面积，m2R——热阻，w-1·m2·KsD——壳体的内直径，m Re——Reynolds数id——管直径，m t——翅片宽度，mh——翅片高度，m u——流体流动速度，m·s-1——折流板间距，m α——传热膜系数，W·m-2·K-1LbNu——Nusselt数ρ——壳侧流体密度，kg·m-3P——翅片间距，m 下角标Pr——Prandtl数i——管内侧P——管间距，m o——管外侧tΔp——壳侧压降，Pa w——管壁References[1] Zhu Dongsheng（朱冬生），Qian Songwen（钱颂文）． Design and application ofheat transfer enhancement technology. Chemical Equipment TechnoLogy（化工装备技术），2000, 21 (6): 1-9[2] Wang Liang（王良），Luo Laiqin（罗来勤），Wang Qiuwang（王秋旺），Zeng Min（曾敏），Tao Wenquan（陶文铨）. Effect of inserting block plates on pressure drop and heat transfer in shell-and-tube heat exchangers with helical baffles.JournaL of Engineering Thermophysics（工程热物理学报），2001, 22 (Suppl.): 173-176[3] Chen Shixing（陈世醒），Zhang Kezheng（张克铮），Zhang Qiang（张强）.Experimental investigation of the helical baffles heat exchanger, Part I.JournaL of Fushun PetroLeum Irtstitute<抚顺石油学院学报），1998, 18(3)：31-38[4] Lutcha J, Nemcansky J. Performance improvement of tubular heat exchangers byhelical baffles. Trans. IChem E. PartA,1990, 68 (5): 263-270[5] Wang Suhua（王素华），Wang Shuli（王树立），Zhao Zhiyong（赵志勇）. Studies onflow characteristic of heat exchanger with helical baffles. JournaL ofPetrochemicaL Universities（石油化工高等学校学报），2001, 14 (1): 64-67[6] Bergles A E. Heat transfer enhancement-the maturing of second-generation heattransfer technology. Heat Transfer Engineering, 1997, 18 (1): 47-55[7] Deng Xianhe（邓先和），Wang Shiping（王世平），Lin Peisen（林培森），Hu Jin（胡进），Deng Songjiu（邓颂九）. Investigation of heat transfer enhancement of oil cooler. lournal。

管壳式换热器强化传热研究摘要：从管程强化和壳程强化两方面论述了管壳式换热器强化传热技术的机理，指出了管壳式换热器今后发展中的主要方向;同时对换热器的防腐措施以及改进动向作了介绍。

关键词：强化传热;管壳式换热器;防腐Abstract: shell and tube heat exchanger was discussed from two aspects of the strengthening of the tube side and the strengthening of the shell to strengthen the mechanism of heat transfer technology, pointing out that the main direction of future development of the shell and tube heat exchanger; heat exchanger anti-corrosion measures well as improved trends were introduced. Keywords: heat transfer enhancement; shell and tube heat exchanger; anti-corrosion引言管壳式换热器是当今应用最广泛的换热设备，它具有高的可靠性和简单易用性。

特别是在较高参数的工况条件下，管壳式更显示了其独有的长处“目前在提高该类换热器性能所开展的研究主要是强化传热，适应高参数和各类有腐蚀介质的耐腐材料以及为大型化的发展所作的结构改进。

一、换热器的强化传热研究换热器的强化传热就是采用一定的措施增大换热设备的传热速率，力图用较少的传热面积或体积的设备来完成传热任务。

各种强化型换热器在石油、化工、制冷、航空、车辆、动力机械等工业部门己得到广泛应用。

强化传热已被学术界称为第二代传热技术。

【HETA】管壳式换热器的强化传热技术管壳式换热器⼀般应⽤在⼀些⼤型设备上，材料⼀般以碳钢、不锈钢和铜为主。

今天我们就来看⼀看管壳式换热器的强化传热技术是如何做的，希望能给我们制冷空调换热器技术⼀定的启发和借鉴。

管壳式换热器的传热强化研究包括管程和壳程两侧的传热强化研究。

通过强化传热管元件与优化壳程结构实现。

⼀：强化传热管元件改变传热⾯的形状和在传热⾯上或传热流路径内设置各种形状的插⼊物。

改变传热⾯的形状有多种，其中⽤于强化管程传热的有：螺旋槽纹管、横纹管、螺纹管、缩放管、旋流管和螺旋扁管等。

另外，也可采⽤扰流元件，在管内装⼊⿇花铁，螺旋圈或⾦属丝⽚等填加物，亦可增强湍动，且有破坏层流底层的作⽤。

1、螺旋槽管螺旋槽纹管管壁是由光管挤压⽽成。

其管内传热强化主要：⼀是螺旋槽近壁处流动的限制作⽤，使管内流体做整体螺旋运动来产⽣局部⼆次流动；⼆是螺旋槽所导致的形体阻⼒，产⽣逆向压⼒梯度使边界层分离。

螺旋槽纹管具有双⾯强化传热的作⽤，适⽤于对流、沸腾和冷凝等⼯况，抗污垢性能⾼于光管，传热性能较光管提⾼2~4倍。

2、横纹槽管横纹管的强化机理为：当管内流体流经横向环肋时，管壁附近形成轴向游涡，增加了边界层的扰动，使边界层分离，有利于热量的传递。

当游涡将要消失时流体⼜经过下⼀个横向环肋，因此不断产⽣涡流，保持了稳定的强化作⽤。

3、缩放管换热管表⾯的⽵节状结构，使管内介质流动时，产⽣收缩和放⼤效应，使介质湍动程度增加，提⾼了管内介质的热交换能⼒，⽽且管内靠近管壁的介质沿管的轴向流动时，其⽅向和速度在波节处产⽣突变，形成局部湍流，使管壁处流体的滞留底层减薄，热阻降低，也使管外介质的传热能⼒提⾼。

4、低螺纹翅⽚管普通换热管经轧制在其外表⾯形成螺纹翅⽚的⼀种⾼效换热管型。

其强化作⽤是在管外。

对介质的强化作⽤⼀⽅⾯体现在螺纹翅⽚增加了换热⾯积；另⼀⽅⾯是由于壳程介质流经螺纹管表⾯时，表⾯螺纹翅⽚对层流边层产⽣分割作⽤，减薄了边界层的厚度。

管壳式换热器强化传热技术概述管壳式换热器是一种广泛应用于化工、石油、能源等领域的传热设备。

在传统的管壳式换热器中，传热效率往往受到传热面积、换热系数、导热系数等因素的限制。

为了提高传热效率，强化传热技术应运而生。

本文将介绍管壳式换热器强化传热技术的基本原理和应用。

管壳式换热器是一种广泛应用于化工、石油、能源等领域的传热设备。

它主要由壳体、传热管束、管板、折流板等组成。

在管壳式换热器中，两种不同的介质通过传热管束进行热量交换。

管束中的传热介质通过热对流和热传导两种方式将热量传递给管壁，管壁再将热量传递给另一种介质，从而实现两种介质之间的热量交换。

强化传热技术的原理主要包括：增加传热面积、提高换热系数、降低导热系数和增大比热容等。

这些因素共同影响着传热效率。

增加传热面积可以通过采用具有高导热系数的材料、增加传热管的数量或改变传热管的形状等方式实现。

提高换热系数可以通过改变流体的流动状态、减小流体的层流底层厚度、增加流体的湍流度等方式实现。

降低导热系数可以通过在管壁涂覆低导热系数的涂层、采用高导热系数的材料等方式实现。

增大比热容可以通过改变流体的流动速度、增加流体的浓度差等方式实现。

强化传热技术在管壳式换热器中的应用广泛，以下举几个例子：（1）蒸发：在蒸发过程中，强化传热技术可以有效地提高加热器的传热效率，减小能耗，降低生产成本。

例如，采用高频扰动技术可以增加液体的湍流度，减小传热膜系数，从而减少蒸发时间，提高蒸发效率。

（2）冷凝：在冷凝过程中，强化传热技术可以促进水蒸气与冷却水之间的热量交换，提高冷凝效率。

例如，采用细小肋片管可以增加传热面积，同时采用螺旋肋片管可以增加流体的扰动程度，减小传热膜系数，从而提高冷凝效率。

（3）受热面积增大：通过改变管束的排列方式或增加管束数量，可以增大管壳式换热器的受热面积。

采用多程管束可以增加壳程受热面积，同时采用小直径管束可以增加程数，从而进一步提高受热面积。

强化传热技术在管壳式换热器中具有广泛的应用前景，它可以有效地提高换热效率、减小能耗、降低生产成本，同时也可以延长设备的使用寿命。