当前位置: 液体金属 >> 液体金属前景 >> 有哪些方法可以提高换热器的性能
(1)流速增加
增加流速,增加湍流脉动的程度,可以改变流动状态。例如,管壳式换热器中壳程和管程的分流是增加流程长度、提高流速和扰动的措施之一。湍流时提高管内流速对强化传热效果显着,但必须注意提高流速也受各种因素的限制。在实际使用设计中,选择最佳流体或流速输送机械允许的流速,权衡各种因素。
(2)射流冲击
将流体通过缝形或圆形狭喷嘴,直接喷射到固体表面上进行加热或冷却的方法。由于流体直接撞击固体壁面,边界层薄,流动时间短,因此对流换热系数显着增加。当液体射流撞击受热面时,如果热流密度高,则成为两相射流撞击传热,可以产生沸腾。实验表明,这样可以提高沸腾传热系数,还可以延迟烧毁点,显着提高临界热流值。
(3)添加插入
在管外或管内安装金属螺旋环、金属丝、盘状构件、麻花铁、翼形物等各种类型的插入物,可增强扰动,破坏流动边界层和增加传热。例如,由细金属条扭曲的麻花铁扰流板插入管内后,流体形成强烈的涡流以增强传热。如果在插入时能与管壁紧密接触,仍能起到翅片的作用,扩大传热面。大量实验研究表明,添加插入物可以显着增强强制对流换热,但也会造成流动阻力增大、通道容易堵塞和结垢等操作问题。使用插入物时,应遵循管道的全过程,以保持整个过程中的强化传热。此外选择插入物形式时,应考虑阻力减小,传热增强。
(4)加旋转流动装置
旋转流的离心力会使流体产生二次循环,从而增强传热。上面提到的一些插入物,如麻花铁、金属螺旋丝等,除了自身的特性外,还可以产生旋流。一些专门产生旋转流的元件或装置,在一定压力下涡流发生器使流体由沿切线方向进入管内剧烈旋转。研究表明,涡流增强的雷诺数与传热程度有关。在一定的热源温度下,对流传热系数随着Re的值增大而增大,达到一定的最大值后减小。在应用中,当对流换热系数最大时,应将实际Re值控制在接近临界Re值,以充分利用旋流效应。除了流体旋转外,还有传热面旋转的情况。当管道绕不同轴旋转时,其切应力、离心力、浮力和重力产生的二次循环可以促进传热增强。