三维肋管的优势
1、流体受到扩缩的振动:当流体沿轴向方向通过管道,分布在圆周方向上的肋片减小了流通面积,形成收缩段。而当流体流经无肋片段的管道时,流通面积回复正常,形成扩张段。流体沿流动方向在波谷处(近壁面)速度降低、静压增大,波峰处速度增加、静压减小,使流速和压力周期性地变化。这种交替的“扩张-收缩”,使流体产生脉动及振动,增加了流体的湍动度,强化了对流换热,并减少积灰。
2、重复冲刷:非连续肋的设计,产生流体的脉动流动,使得流体在翻越肋片后,对肋片后的正常段(无肋的直管段)的壁面,形成反复冲刷,不仅仅破坏了层流底层,降低了热阻,同时,当流体在翻越肋片后,与远离壁面的流体混合,这使得流体近壁面温度梯度增加,增强了换热能力,并减少积灰。无源强化传热技术主要包括:扩展表面法、粗糙表面法、表面特殊处理法、装置强化原件法、添加剂法和加入扰动流体法等,使用比较普遍的是扩展表面法。
三维肋管的优点
(1)增加管壁粗糙度:在三维肋片管生产过程中,一方面,刀具刮起金属管壁表面,形成肋片和凹坑,使未加工表面高于加工表面,形成粗糙凸起物,另一方面,经刀具加工后的表面的粗糙度要高于初始表面的表面粗糙度,形成一个个微小的粗糙凸起物。3)肋间流体加速:沿周向方向布置的不连续肋片,缩小了流体的有效流通面积,提高了整体横截面内的流通速度,也同时提升了相邻肋片间的流体流速。两种粗糙凸起物,可增强流动的湍流度,同时能抑制流体边界层的充分发展,可大大强化流体与壁面的换热强度,并减少积灰。
(2)减小当量直径:沿圆周方向的多个肋片,减小了工质流通面积,同时增加了湿周,可同时减小当量直径。而湍流对流换热系数与当量直径的0.2次方成反比。
换热管外表面的三维肋片,除了具备前面描述的影响机理外,还解决了流体绕流光管时,层流到湍流转变、湍流边界层与壁面脱离两个区域换热能力弱的问题。管外肋片破坏了流体绕流圆管时的流动边界层、分离区回流边界层,肋片将边界层截流成为了短节流,流体绕流外肋管时在壁面消除或减弱流动分离,降低了绕流脱体阻力。粉尘对SO3的吸附三维肋管造成飞灰的吸附SO3能力强,肋对气流的扰动,造成局部涡流,使得含酸烟气与飞灰有较长的接触时间,进而形成以灰颗粒为***的吸附单元,充分吸附烟气中的SO3,也就使得烟气对换热管本体的腐蚀降低。
壳程强化传热的途径主要有两种:
一是改变壳程挡板或管支撑物的形式,以减少或消除壳程流动与传热的滞留死区,使传热面积得到充分利用。如折流杆换热器、空心环换热器、螺旋折流板换热器等等。
二是改变管子外形或在管外加翅片,即通过管子形状或表面性质的改造来强化传热,以提高换热器效率。如槽纹管、翅片管、表面多孔管、钉头管等等。
对于第二种情况前面有介绍,在这里主要向大家介绍***种方法。
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