540t/h水冷管壳式换热器设计文献综述
2020-05-06 16:51:19
文 献 综 述 一、绪论 随着社会经济的发展,以及各种新的技术,材料,流程的出现和日益严峻的世界能源消耗问题,这就对管壳式换热器提出了更高的要求。
国内自上世纪60年代制造出第一台管壳式换热器以来,我国在该领域进入了突飞猛进的发展,管壳式换热器由于其消耗能源少的特点符合现代社会对于能源的观念,被大量应用于电力、石油、冶金、化工等行业。
20世纪60年代由于对高效紧凑型换热器的需要管壳式换热器应运而生,在20世纪70-90年代由于相关技术及传热元件的发展使得管壳式换热器不断改良,性能不断提升[1-2]。
管壳式换热器又称列管式换热器,以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器,结构一般由壳体、传热管束、管板、折流板和管箱等部件组成,冷、热 流体之间通过管壁进行换热的换热器[3-4]由于它的高度可靠性和广泛的适应性的特点,使得其占据着换热器领域的主要地位[5]。
管壳式换热器的发展历史主要经过了三个过程:第一个过程主要是设计出能够换热的换热器;第二个过程主要提高换热器的效率,以对传热过程的研究和对换热部件的改进来实现;第三个过程是在保证冷却效果的基础上,尽可能的减少成本,减少能源消耗以及对环境的破坏[6-7]。
二、国内外研究现状 在换热器领域,我国的制造水平与发达国家还具有一定的差距,例如大型管壳式换热器在化工行业具有重要的作用,但我国制造还具有几个难点,包括公称直径大于GB151和TEMA的推荐值,传热管子的长度较小,对于换热器的工艺制造流程,管板的制造,组装技术以及传热管和管板的检测技术不熟悉,并且管板的制造质量达不到要求,这就进一步制约了我国大型换热器的发展[8-9]。
但在十一五期间我国成功研制用于化工领域的大型管壳式换热器,技术问题得到一定改善。
目前国内对于换热器的研究进展主要是在与流动介质的状态变化,性质以及零部件的性质进行研究,对于管子排列方式,肋片的几何参数由于受到理论体系不完善及实验环境不同等问题的影响,使得我国在这方面的研究较少,不得不借鉴国外的经验[9]。
(1)在研究新型管壳式换热器结构方面 J.y.Xu等提出一种新型水冷管壳式换热器,其传热单元是在大的铜管里加入很多小的铜管,具有管径小,孔隙率高,气体温度分布均匀的特点[10]。
Y.g.Lei等研制出一种新型百叶折流板的换热器,与分段管壳式换热器相比避免了流体流动的突变,减少了压降[11]。