簡(jiǎn)析強(qiáng)化傳熱技術(shù)及一些典型的應(yīng)用

1、簡(jiǎn)析強(qiáng)化傳熱技術(shù)及一些典型的應(yīng)用論文摘要：本文說(shuō)明了強(qiáng)化傳熱技術(shù)的重要性及其進(jìn)展趨勢(shì)；包括強(qiáng)化傳熱的分類、強(qiáng)化傳熱的途徑、強(qiáng)化傳熱的應(yīng)用處合等；列舉了一些強(qiáng)化傳熱的典型應(yīng)用，包括表面增強(qiáng)型蒸發(fā)管、采納波紋換熱管管內(nèi)強(qiáng)化傳熱、采納超聲波抗垢強(qiáng)化傳熱技術(shù)、采納螺旋槽管的強(qiáng)化傳熱技術(shù)、采納小熱管的強(qiáng)化傳熱技術(shù)等。通過(guò)度析得出強(qiáng)化傳熱應(yīng)注意的一些問(wèn)題。論文關(guān)鍵詞：強(qiáng)化傳熱典型應(yīng)用由于生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)進(jìn)展需要強(qiáng)化傳熱從80年代起就引發(fā)了普遍的重視和進(jìn)展。表此刻設(shè)計(jì)和制造各類高性能熱設(shè)備，航空，航天及核聚變等尖端技術(shù)，運(yùn)算機(jī)里密集布置電子元件的有效冷卻。正是上述緣故促令人們對(duì)強(qiáng)化傳熱進(jìn)行及為普遍的研究和探討

2、，從80年代到此刻近20多的時(shí)刻里，世界各國(guó)的科學(xué)領(lǐng)域里，有關(guān)強(qiáng)化傳熱研究報(bào)告舉不勝數(shù)。一、強(qiáng)化傳熱技術(shù)的分類（一）導(dǎo)熱進(jìn)程的強(qiáng)化導(dǎo)熱是熱量傳遞的三種大體方式之一，它一樣也存在著強(qiáng)化問(wèn)題。導(dǎo)熱是依托物體中的質(zhì)量（分子，原子，或自由電子）運(yùn)動(dòng)來(lái)傳遞能量。固體內(nèi)部不同溫度層之間的傳熱確實(shí)是一種典型的導(dǎo)熱進(jìn)程，但固體之間接觸存在著接觸熱阻，降低了能量的傳遞，在高熱流場(chǎng)合下，為了盡快導(dǎo)出熱量必需設(shè)法降低接觸熱阻，一樣可采納以下方式：、提高接觸面之間光潔度或增加物體間的接觸壓力以增加接觸面積二、在接觸面之間填充導(dǎo)熱系數(shù)較高的氣體（如氦氣）3、在接觸面上用電化學(xué)方式添加軟金屬涂層或加軟技術(shù)墊片（二）輻射換

3、熱的強(qiáng)化輻射換熱普遍存在于自然界和許多生產(chǎn)進(jìn)程中，只要物體溫度高于絕對(duì)零度，它就能夠依托電磁波向外發(fā)射能量，因此物體之間老是存在著輻射換熱，在物之間溫度不同不是專門大的情形下，輻射換熱能夠忽略，但在高溫設(shè)備中輻射卻是換熱的要緊方式。而阻礙輻射換熱的因素要緊有：表面粗糙度，固體微粒，材料。（三）對(duì)流換熱強(qiáng)化對(duì)流強(qiáng)化傳熱與流體的物理特性，流動(dòng)狀態(tài)，流道幾何形狀，有無(wú)相變發(fā)生和傳熱壁面的表面狀況等許多因素有關(guān)。其中對(duì)流換熱的有源強(qiáng)化又可分為：利用機(jī)械攪動(dòng)增強(qiáng)流體與壁面間的傳熱，流體脈動(dòng)和傳熱面震動(dòng)時(shí)的對(duì)流換熱，電磁場(chǎng)作用下的對(duì)流換熱，通過(guò)量孔壁有質(zhì)量透過(guò)時(shí)的壁面換熱。而對(duì)流換熱的無(wú)源換熱又可分為：管

4、內(nèi)插入物對(duì)傳熱的增強(qiáng)，渦旋流動(dòng)的強(qiáng)化傳熱，添加物對(duì)流換熱，流化床與埋管間的傳熱，射流沖擊。二、強(qiáng)化傳熱的途徑在熱設(shè)備中應(yīng)用強(qiáng)化傳熱技術(shù)的目的一樣有：（1）增加輸熱量；（2）減少換熱面積和縮小設(shè)備體積；（3）降低載熱劑輸送功率的消耗；（4）降低高溫部件的溫度。在表面式換熱器中，單位時(shí)刻內(nèi)的換熱量Q與冷熱流體的溫度差t及傳熱面積F成正比，即Q=KFt,式中K為傳熱系數(shù)，是反映傳熱強(qiáng)弱的指標(biāo)。從上式能夠看出，增大傳熱量能夠通過(guò)提高傳熱系數(shù)，擴(kuò)大傳熱面積和增大傳熱溫差3種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。三、應(yīng)用處合不同的強(qiáng)化傳熱技術(shù)有不同的應(yīng)用處合：對(duì)流換熱按其發(fā)生的緣故可分為自然對(duì)流換熱和強(qiáng)制對(duì)流換熱。在這良種對(duì)流換熱

5、進(jìn)程中，就流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)又可區(qū)分為層流換熱及湍流關(guān)熱，這取決于流體的雷諾數(shù)，流道集合形狀和固體的壁面狀況。從流道集合想狀來(lái)看就更為復(fù)雜，既有圓形，環(huán)形，三角形，弧形，又有縱向或橫向掠過(guò)管簇和由各類形狀管翅或板翅結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜集合通道。若是流體在穿熱進(jìn)程中發(fā)生相變，那么又有遲內(nèi)沸騰，流動(dòng)沸騰及蒸汽凝結(jié)之分。前面提到的那些強(qiáng)化傳熱技術(shù)，有的只利用于特定的某些傳熱介質(zhì)和傳熱進(jìn)程，有的那么對(duì)所有對(duì)流換熱狀態(tài)都有不同程度的強(qiáng)化作用。其中在各類通道中強(qiáng)制對(duì)流（包括層流及湍流）換熱的強(qiáng)化研究得最多，因此也是最成熟的和在工業(yè)上應(yīng)用的最廣的。從強(qiáng)化傳熱各類方法來(lái)看，研究得最多的是各類進(jìn)展表面，粗糙表面和渦旋強(qiáng)化

6、，而且它們還被普遍地應(yīng)用于各類熱設(shè)備中去。就目前來(lái)看，應(yīng)用最多的是換熱器方面的強(qiáng)化傳熱。固然其他電子方面也有很多。四、強(qiáng)化傳熱的應(yīng)用舉例（一）表面增強(qiáng)型蒸發(fā)管和0.48mmj翅數(shù)別離為52和38時(shí)，增大了換熱面積，管表面更多的凹陷增加了汽化核心數(shù)量，其換熱性能最為優(yōu)越。（二）采納波紋換熱管管內(nèi)強(qiáng)化傳熱用波紋管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滑膩直管，能大大強(qiáng)化熱量傳遞。別離在實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度20度，管程水流量40-1400L/h，雷諾數(shù)Re=1800-24000，蒸汽壓力為0.15MPa,蒸汽溫度為113.5度；實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度20度，管程水流量范圍40-1400L/h,雷諾數(shù)Re=1800-24000,蒸汽壓力為0.15

7、MPa,蒸汽溫度為113.5度。在實(shí)驗(yàn)Re轉(zhuǎn)變范圍內(nèi)，波紋管的管內(nèi)對(duì)流傳熱系數(shù)a和努塞爾數(shù)Nu均隨著Re的增大而增大，而且都比滑膩直管大2.5-3倍。（三）采納超聲波抗垢強(qiáng)化傳熱技術(shù)超聲波在液體媒質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)作用，空化作用和熱作用。這些作用同時(shí)產(chǎn)生效應(yīng)，會(huì)減弱成垢物質(zhì)的分子之間結(jié)合力和析出垢粒與管道間的附著力，破壞垢物生成和板結(jié)的條件，阻止垢物的生長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)防垢的功能。同時(shí)也可致使已形成的垢物脫落，形成松散而不易板結(jié)的沉淀物，達(dá)到除垢作用。超聲波抗垢裝置要緊由超聲波發(fā)生器，傳聲系統(tǒng)和換能器組成。石油大學(xué)等人的研究說(shuō)明循環(huán)動(dòng)態(tài)情形下與靜態(tài)情形下的結(jié)垢程度相當(dāng)；聲波的防垢作用是很明顯

8、的，其防垢效率最低達(dá)85%，比通常的化學(xué)防垢成效還弄，若是實(shí)驗(yàn)條件加以改良其成效會(huì)更好。前蘇聯(lián)科學(xué)家研究發(fā)覺(jué)，當(dāng)聲壯大于15W/m2寸，超聲波可使積垢系數(shù)（垢層熱阻于總熱阻之比）降低并做到整個(gè)生產(chǎn)期不用清洗。中國(guó)藍(lán)星化學(xué)清洗總公司研究得出：超聲波有明顯的阻垢功效，施加20kHZ的聲波可使鈣離子和碳酸根離子的結(jié)合進(jìn)程變得很緩慢，阻垢率達(dá)到85%以上。（四）采納螺旋槽管的強(qiáng)化傳熱技術(shù)周強(qiáng)泰等人通過(guò)對(duì)螺旋槽管管內(nèi)外單相流體傳熱進(jìn)行研究，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按流動(dòng)參數(shù)，物性參數(shù)和幾何參數(shù)采納無(wú)量綱準(zhǔn)那么進(jìn)行整理，給出了Re=104-105范圍內(nèi)換熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式，該關(guān)聯(lián)式能夠作為螺旋槽管換熱器的設(shè)計(jì)依據(jù)。螺旋槽

9、管代替光管作空氣預(yù)熱器，可減輕末級(jí)空氣預(yù)熱器的積灰，提高傳熱能力，因此可降低排煙溫度及提高熱風(fēng)溫度；能夠代替回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，解決其漏風(fēng)和積灰問(wèn)題，另外還可依照不同的具體情形解決鍋爐的一些特殊問(wèn)題。螺旋槽管作為電站鍋爐空氣預(yù)熱器的傳熱管件，大量應(yīng)用與現(xiàn)役煤粉鍋爐空氣預(yù)熱器的改換改造和新型的整套設(shè)計(jì)，其性能明顯比其他型式空氣預(yù)熱器優(yōu)越。（五）采納小熱管的強(qiáng)化傳熱技術(shù)對(duì)五種內(nèi)徑相近的小熱管在不同工作溫度，熱流密度及傾角下的傳熱研究，五種熱管帶有不同吸液芯結(jié)構(gòu)：微粒管，網(wǎng)芯管，加網(wǎng)芯槽管燒結(jié)芯管，光管。五種熱管的蒸發(fā)傳熱系數(shù)都隨工作溫度的升高而增加；隨著傾角的增大而增大；微粒管和網(wǎng)芯管的傳熱系數(shù)大體

10、上隨熱流密度的增大而增加，而加網(wǎng)芯管微粒管，燒結(jié)芯管和光管那么隨熱流密度的增加而慢慢減小。有吸液芯的四種熱管都不同程度地強(qiáng)化了管內(nèi)蒸發(fā)和凝結(jié)換熱，其中，微粒管的傳熱系數(shù)最高，而且對(duì)傾角的轉(zhuǎn)變靈敏，大傾角時(shí)約為光管的9倍，小傾角約為光管的14倍；加網(wǎng)芯管微粒管的凝結(jié)強(qiáng)化成效最好，其傳熱系數(shù)可達(dá)光管的15倍。五、強(qiáng)化傳熱應(yīng)該考慮的問(wèn)題（一）采納強(qiáng)化傳熱方法所取得的設(shè)備功率的增加和系統(tǒng)熱效率的提高，或設(shè)備體積減小，傳熱介質(zhì)輸送功率降低等成效究竟有多大？（二）采納所選擇的強(qiáng)化傳熱方法后需要增加多少費(fèi)用？工藝復(fù)雜性怎么樣？可否大規(guī)模生產(chǎn)？（三）所采納的強(qiáng)化傳熱方式與傳熱介質(zhì)的相容性如何？可否保證強(qiáng)化傳熱性能持久有效？（四）采納強(qiáng)化傳熱方法后能收到多大的經(jīng)濟(jì)效益？六、總結(jié)大多數(shù)強(qiáng)化傳