有哪些方法可以提高換熱器的性能

增加湍流脈動(dòng)的速度和程度可以改變流動(dòng)狀態(tài)。例如，管殼式換熱器殼程和管程的分流是增加工藝長(zhǎng)度、增加流速和擾動(dòng)的措施之一。當(dāng)湍流發(fā)生時(shí)，提高管內(nèi)流速對(duì)強(qiáng)化傳熱有顯著效果，但注意的是，換熱器提高流速也受到各種因素的限制。在實(shí)際使用設(shè)計(jì)中，挑選流體或流量來(lái)輸送機(jī)械允許的流量，并權(quán)衡各種因素。

一種通過(guò)狹縫或圓形窄噴嘴將流體直接噴到固體表層上進(jìn)行加熱或冷卻的方法。由于流體直接沖擊固壁面，邊界層薄，流動(dòng)時(shí)間短，因此對(duì)流換熱系數(shù)顯著增加。當(dāng)液體射流撞擊加熱面時(shí)，如果熱流密度較高，將是兩相射流撞擊傳熱，會(huì)產(chǎn)生沸騰。實(shí)驗(yàn)表明，這可以提高沸騰傳熱系數(shù)，延緩燃盡點(diǎn)，顯著提高臨界熱流密度。

安裝各種類型的插件，如金屬螺旋環(huán)、電線、圓盤(pán)構(gòu)件、扭鐵、機(jī)翼等。，管外或管內(nèi)可增強(qiáng)擾動(dòng)，破壞流動(dòng)邊界層并增加傳熱。例如，換熱器由薄金屬條扭曲的扭曲鐵擾流器插入管道后，流體會(huì)形成強(qiáng)烈的渦流，以增強(qiáng)傳熱。如果插入時(shí)能與管壁緊密接觸，仍能起到翅片的作用，擴(kuò)大傳熱面。大量實(shí)驗(yàn)研究表明，添加插入物可以顯著增強(qiáng)強(qiáng)制對(duì)流傳熱，但也會(huì)造成流動(dòng)阻力大、通道易堵塞、結(jié)垢等操作問(wèn)題。使用嵌件時(shí)，應(yīng)遵循管道的整個(gè)過(guò)程，以保持整個(gè)過(guò)程當(dāng)中的強(qiáng)化傳熱。此外，換熱器在挑選嵌件形式時(shí)，應(yīng)減小阻力，增強(qiáng)傳熱。

換熱器旋轉(zhuǎn)流的離心力會(huì)使流體循環(huán)兩次，從而增強(qiáng)傳熱。上面提到的一些嵌件，如扭鐵、金屬螺旋線等。，除了自身的特性之外，還會(huì)產(chǎn)生旋流。一些產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的特殊部件或裝置，在一定壓力下，渦流發(fā)生器使流體沿切線方向進(jìn)入管道并劇烈旋轉(zhuǎn)。研究表明，渦流增強(qiáng)的雷諾數(shù)與傳熱程度有關(guān)。在一定熱源溫度下，換熱器對(duì)流換熱系數(shù)隨re的增加而增加，達(dá)到一定值后減小。在應(yīng)用中，當(dāng)對(duì)流換熱系數(shù)時(shí)，實(shí)際Re值應(yīng)控制在臨界Re值附近，以充分利用旋流效應(yīng)。除了流體的旋轉(zhuǎn)，還有傳熱面的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)換熱器管道繞不同軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，剪應(yīng)力、離心力、浮力和重力引起的二次循環(huán)可以促進(jìn)傳熱的增強(qiáng)。