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扰流子元件
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扰流子元件
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研究表明,加入到换热器换热管中的扰流子添加物可以使换热管内流动的液体产生明显的螺旋运动。换句话说,在换热器换热管中加入扰流子添加物,就相当于在换热器换热管中加入空隙率ε≥95%的多孔体,当换热器换热管中流动的液体流经这些扰流子添加物以后,流道内将产生明显的弥散流动效应,在低雷诺数下(Re≥300),由于弥散流动的促进,使换热器换热管中的液体转变为湍流。湍流状态的流动液体其总热阻是所有流态液体中最小的,由于换热器换热管中湍流状态的流动液体热阻非常小,所以,换热器的传热系数(K)值将大大增加。在高的传热系数(K)值状态下,换热器中扰流子强化传热的效果就会非常明显。
扰流子强化传热的特

1在换热管中加扰流子添加物,最明显的特点就是大大增强了换热管内侧的换热系数。试验表明,在换热器换热管中加扰流子添加物,换热管内侧换热系数可比光管提高3.5倍以上扰流子强化传热除了减少金属消耗,它还可以提高工厂热能利用效率,降低能耗。目前,一些设计追求高热强度,而管壳式换热器由于传热效率低,设计中采用的主要手段是选择提高对数平均温差,这要导致能耗的大幅度增加。

2采用扰流子强化传热,另一优点就是可有效地抑制污垢的生成。结垢是换热器非常棘手的问题。污垢使传热效率下降,它的导热性能差,只有钢的1/301/50。对碳钢管油冷却器,当水垢厚度达到2mm时,将比新制无垢时的运行效率下降30%。美国传热研究公司对换热器的污垢问题进行了多年的研究,发现污垢的形成、生长,主要与介质温度和流速有关,介质温度越高,介质与壁面温差越大,流速越低,越易形成污垢。为了消除管侧污垢,国外一些厂家通过提高管内流速(V1213m/s),但这带来过高的压降,能耗很大。采用扰流子强化传热的换热器,设备管侧的污垢显著减少。首先,由于流体的弥散流动,介质的温度梯度较小,抑制了污垢的形成、生长;其次,由于弥散流紊动度很高(扰流子强化相当于静态搅拌器),流体中的杂质不易沉积成垢。

3使用扰流子强化传热换热器的清洗十分方便。短时期清洗时,可不抽出强化元件,用水速为V0.8m/s的清水冲刷管程即可。实验表明。当水速达到0.8m/s时,水流将产生强烈的弥散涡流,对管壁有很强的冲刷效应。因此,可以比较干净地除掉扰流子及管壁上的垢物。如果长时间运行后清洗,可抽出强化元件,分别清洗扰流子与管壁,这也很便于实施。

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