外螺紋管換熱器性能的實驗研究

楊林生 鄒源才

【摘 要】除光管外，換熱器還可采用各種各樣的傳熱管，如翅片管、螺紋管、螺旋槽管等。本文通過結構尺寸相同的光管和外螺紋管換熱實驗，結果表明，在相同的條件下，外螺紋管換熱器的總傳熱系數優(yōu)于光管換熱器。

【關鍵詞】光管換熱器；外螺紋管換熱器；總傳熱系數

0.前言

換熱器，顧名思義，就是換熱設備。其主要作用是將熱量由溫度高的流體介質傳遞到溫度低的流體介質，以達到工藝使用要求。近年來，經濟的飛速發(fā)展，換熱器行業(yè)也迎來了前所未有的春天。設備整體制作質量相對提高的同時，對節(jié)能增效、提高傳熱效率的要求也越來越高。本文結合公司承接某公司工程一批螺紋管換熱器項目，決定對外螺紋管換熱性能開發(fā)項目，選用光管與外螺紋管換熱性能的實驗對比。

1.外螺紋管的概述

外螺紋管，又稱作高效換熱管，一般在普通光管外表面上，通過環(huán)向擠壓法或者連鑄連軋加工而成。我國雖然對高效換熱器的生產研究相對比國外晚，但由于由于生產力的發(fā)展，以及引進與吸收國外的生產技術，一些大型企業(yè)經歷了從仿制到自主創(chuàng)新的曲折道路，取得了豐盛的成果。目前市面上銷售的外螺紋管材料規(guī)格多種多樣！技術發(fā)展程度比較成熟。

2.外螺紋管的高效原理

外螺紋管的高效原理，主要是其復雜表面引起兩種作用：

（1）增大有效傳熱表面積，根據傳熱公式可知，面積的增大會直接增加傳熱總量。

（2）促進流體邊界層的湍流度。

3.實驗

3.1實驗目的

目前換熱器市場一，各廠家都在加緊研制高能效比、低成本的換熱系統。外螺紋換熱管的傳熱性能對換熱器有重要影響，實驗得到的各主要參數，對設計換熱器產品性能在大幅度的提高，同時優(yōu)化單位長度質量、節(jié)省原材料有很大的幫助。

3.2實驗方案及數據處理方法

在相同試驗工況下，對具有相同外徑ф12mm×1.5mm的光管和外螺紋管進行傳熱試驗。以得到普通的光管換熱管傳熱性能參數為基準，將其與外螺紋管換熱管得到傳熱性能對比。為保證實驗數據的準確性，在收集數據方面由2個人負責對同一測量溫度計進行讀寫記錄，取其平均值作為最終的測量數據。

3.3實驗裝置及工藝

本次實驗裝置如下圖1所示， 采用規(guī)格均為ф108mm×4.5mm的無縫鋼管作為殼程；分別由4根ф12mm×1.5mm的光管和外螺紋管以按矩陣排列型式；各換熱器殼程中心處設有兩個ф20測溫孔，實驗時用于放置溫度計；左端管箱出水口設有控制流量的球閥，右端管箱設有進水口與熱水管相連接。本換熱器系統設為：殼程以同等溫度的自來水作為傳熱介質，管程內走熱水。

3.4實驗主要流程

第1步：準備好記錄表，以及相關實驗人員就位。

第2步：灌滿試驗換熱器殼程同樣溫度的自來水。

第3步：灌滿冷水后，取4支溫度計分別放在ф20洞口正中心，不能碰到管口壁（當然這是采用已制定好的專用溫度計固定架）。

第4部：開啟熱水閥。

第5部：每格1分鐘，對溫度計的實際溫度進行讀數，并填寫記錄。

3.5 實驗結果

4.結論

從實驗數據顯示，外螺紋管由于外表面積的增大對換熱系數的提高有很大的促進作用，也有效地提高了換熱質量，能達到理想的效果。通過這個實驗，得出選用外螺紋管換熱，能為企業(yè)節(jié)省15%的換熱材料。具有很好的經濟效益和社會效益。因此，在相同換熱量條件下，用外螺紋管換熱器代替光管換熱器可以縮小設備體積，減輕設備重量，減少企業(yè)的投資。

【參考文獻】

[1]鄭津洋，董其伍，桑芝富.過程設備設計[M].化工工業(yè)出版社，2002.

[2]吳光林.螺紋管換熱器的傳熱特性分析[J].房材與應用，2003.