纏繞螺旋管式換熱器-高效
傳統(tǒng)管殼式換熱器統(tǒng)治工業(yè)換熱長達一個世紀，但它的“天花板“也顯而易見——換熱管只能走直線，傳熱面積有限，殼程流體易死區(qū)，結(jié)垢如影隨形。1895年，德國林德公司將換熱管彎成螺旋狀投入化工生產(chǎn)，這一看似簡單的幾何變革，卻在130年后掀起了換熱技術(shù)的新革命。
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基本信息
螺旋管式換熱器是由一組或多組纏繞成螺旋狀的管子置于殼體之中制成的。他的特點是結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱面積比直管大，溫差應力小，但管內(nèi)的清洗較困難，可用于較高粘度的流體加熱或冷卻。
螺旋管換熱器的強化機理:
流體在管內(nèi)流動時受螺旋槽紋的引導使靠近壁面的部分流體順槽旋流，有利于減薄邊界層厚度;還有一部分流體順壁面軸向流動，通過螺旋槽紋凸起處便產(chǎn)生軸向旋渦，引起邊界層分層及邊界層中流體的擾動。從而加快由壁面至流體主體的熱量傳遞
螺旋槽紋管對管內(nèi)沸騰及管內(nèi)外冷凝傳熱均能起到顯著的強化作用。螺旋槽紋管具有的凹凸曲面使得凝結(jié)液在表面張力的作用下易于排泄
螺旋槽管的管外冷凝過程主要由重力、粘性力及表面張力支配，尤其是在管外表面的凹槽處，表面張力往往幾倍于重力，管外水平段上凝液在表面張力作用下被拉向凹槽根部，則水平段上凝液量減少，液膜變薄。凝液在槽中受張力形成的壓差和重力作用迅速流到管底部排除。
由于槽中液體表面張力作用，凝液截斷，可認為各個螺旋槽中凝液運動規(guī)律相
同，管中各水平段（無螺旋凹槽段）上凝液運動規(guī)律也相同。故取一個螺旋長度研究，蒸汽在該段形成凝液由水平管段AB 和螺旋槽 BCD組成。
在螺旋槽段BCD內(nèi)，建立合適的直角坐標系，忽略重力作用，則沿圓周方向凝液形成及流動相同。另外按照水平圓管及螺旋槽段管外表面凝液情況，再對凝液做出合理的假設(shè)。然后列出BCD段凝液微分方程組，即動量方程，能量方程和邊界條件等。再經(jīng)過數(shù)學推導和簡化便可得出螺旋槽內(nèi)平均冷凝傳熱系數(shù)。
參考資料
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