試論國(guó)內(nèi)換熱器的研究現(xiàn)狀與展望

趙亮

摘 要： 隨著科技的進(jìn)步現(xiàn)代工業(yè)正在迅猛的發(fā)展，換熱器技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越被重視，加強(qiáng)換熱器技術(shù)不但可以節(jié)約能源，還可以保護(hù)環(huán)境，由于換熱器被廣泛的應(yīng)用，其相關(guān)課題的研究就有著非常重要的作用，本文對(duì)我國(guó)換熱器的發(fā)展過(guò)程進(jìn)行研究，同時(shí)總結(jié)不足，對(duì)換熱器的發(fā)展前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞： 換熱器；研究現(xiàn)狀；展望

換熱器作為一項(xiàng)能源技術(shù)，早在幾十年之前就被廣泛的運(yùn)用。隨著中國(guó)改革開(kāi)放的進(jìn)程，現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，換熱器技術(shù)越來(lái)越成熟，換熱器的傳熱理論被不斷的完善，換熱器的節(jié)能設(shè)計(jì)也越來(lái)越被完善。特別是隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，能源缺乏的問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，使換熱器在實(shí)際中的地位被不斷的提升。促使對(duì)換熱器節(jié)能的研究。高效節(jié)能的換熱器是當(dāng)前換熱器領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。

1 國(guó)內(nèi)換熱器的研究現(xiàn)狀

換熱器通過(guò)熱量傳送的方法可以分為三種，分別是：間壁式換熱器、混合式換熱器、蓄熱式換熱器，其中間壁式換熱器有根據(jù)傳熱的結(jié)構(gòu)分為板面式換熱器和管式換熱器，板面式換熱器又分為板式、板翅式、螺旋板式、板殼式、傘板式換熱器。管式換熱器又分為管殼式和管式兩種。

1.1管式換熱器

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)對(duì)換熱器的應(yīng)用主要是采用管殼式換熱器，管殼式換熱器的運(yùn)行原理是運(yùn)用在封閉的殼體中管壁的壁面進(jìn)行傳熱。雖然在許多的方面不如新型的換熱器，但是由于它的牢固的結(jié)構(gòu)、選材的廣泛、操作的方便、適應(yīng)性的強(qiáng)悍、抗高壓能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。其中的螺旋槽管換熱器屬于我國(guó)起步比較早的一種實(shí)驗(yàn)研究，并且不論在傳熱方面和流通阻垢方面，還是在有效凝結(jié)與相變對(duì)流方面，都取得了比較顯著的成功。螺旋扭曲管換熱器經(jīng)由我國(guó)華南理工大學(xué)的開(kāi)發(fā)和研究解決了因管子相互接觸而需要支撐折流板的問(wèn)題還增強(qiáng)了裝置的抗震性。保證了流體在換熱器內(nèi)全程都會(huì)發(fā)生有效的旋流。同時(shí)華南理工大學(xué)對(duì)縮放管換熱器也提出了改變，將縮放管中的擴(kuò)張段控制在最小，采用直線。內(nèi)凹、外凸的連接方法。加強(qiáng)了自然對(duì)流沸騰換熱的功能。使縮放管在鍋爐中取得廣泛的應(yīng)用。

1.2板面式換熱器

由于板面式換熱器比管式換熱器傳熱性要高、重量比較輕、結(jié)構(gòu)比較好等特點(diǎn)，使得板面式換熱器的日益廣泛。國(guó)內(nèi)對(duì)可拆式板式換熱器的研究在上個(gè)世紀(jì)80年代取得過(guò)一定的發(fā)展，可拆式板式換熱器存在靈活增減面積，清洗方便的點(diǎn)，使其在供熱工程中發(fā)揮重要作用。但是由于自身結(jié)構(gòu)的特性，使得其存在密封墊與換熱器流體相融的問(wèn)題。我國(guó)在工廠中使用螺旋板式換熱器用于電解液的加熱和堿液的冷卻。它擁有體積較小，制作使用方便，成本低等特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有比較完善的螺旋板式換熱器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，此項(xiàng)換熱器在國(guó)內(nèi)已經(jīng)相對(duì)成熟。板翅式換熱器在近幾年來(lái)，被越來(lái)越多的運(yùn)用在工業(yè)生產(chǎn)中，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)緊密，體積較小，傳熱能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。它被認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ膿Q熱器之一。

2 換熱器的發(fā)展前景

由于換熱器在國(guó)內(nèi)研究起步比之于國(guó)外而言較晚，技術(shù)比較落后，換熱器的理論研究不夠成熟，缺少系統(tǒng)性的研究。存在一些外在的影響因素，如研究時(shí)所在的環(huán)境因素，研究時(shí)所用的材料因素，研究時(shí)測(cè)量?jī)x器的精準(zhǔn)度不同的因素等會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果有所偏差，指導(dǎo)的意義不大。國(guó)內(nèi)對(duì)換熱器的研究還沒(méi)有到三維的換熱，由于研究的僅僅是一維和二維研究的前提條件比較苛刻，得出的結(jié)論沒(méi)有廣泛的指導(dǎo)意義。

2.1整體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)

換熱器未來(lái)的研究應(yīng)注重于基礎(chǔ)的理論創(chuàng)新，研究的結(jié)果可以廣泛的被運(yùn)用。將換熱器的抗腐蝕性、材料的堅(jiān)硬程度、傳熱的能力都要有所提升。要擁有一個(gè)整體設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，不在采用傳統(tǒng)的手工計(jì)算設(shè)計(jì)方式，而是由工作人員將信息輸入進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中會(huì)有不同的應(yīng)用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算。便可直接得出設(shè)計(jì)所需要的任務(wù)數(shù)據(jù)。這樣既節(jié)省了時(shí)間有節(jié)省了人力。這將是未來(lái)?yè)Q熱器計(jì)算的一種新的方式。

2.2研究方向的廣泛性

在未來(lái)?yè)Q熱器的形狀不僅僅只有矩形或者圓形，會(huì)因所需換熱器的工程情況對(duì)其形狀進(jìn)行改進(jìn)。換熱效率不在是衡量換熱器的標(biāo)準(zhǔn)，換熱效果最優(yōu)，成本最低的換熱器才是最佳的選擇。因此影響摩擦因素和傳熱因素的因子成為最適合衡量換熱器選擇的標(biāo)準(zhǔn)。這兩種因子缺一不可，如果只有其中一種因子達(dá)標(biāo)，對(duì)換熱器的選擇不會(huì)產(chǎn)生任何影響。

2.3計(jì)算機(jī)模擬流體

采用計(jì)算機(jī)模型，設(shè)計(jì)換熱器也是未來(lái)要發(fā)展技術(shù)之一，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬換熱器中流體的流動(dòng)過(guò)程，對(duì)流動(dòng)方式進(jìn)行分析。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于換熱器震動(dòng)流模式和對(duì)流模式等模擬流動(dòng)。對(duì)計(jì)算機(jī)模擬流動(dòng)的結(jié)果進(jìn)行分析，使得對(duì)換熱器更加了解，從而更好的提升換熱器性能。

3 結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，換熱器是在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用的設(shè)備之一，我國(guó)對(duì)于換熱器的需求位居世界的前列，所以強(qiáng)化與換熱器相關(guān)的研究是十分必要的，當(dāng)今對(duì)換熱器的研究已經(jīng)到了深層次的階段，但我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是有所差距，因此吸取相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)換熱器性能的研究就顯得尤為重要。在完善換熱器理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，還要強(qiáng)化實(shí)踐的應(yīng)用，這就需要科研人員作出大量的實(shí)驗(yàn)，從而得到最優(yōu)化的方案，我國(guó)在這方面還有發(fā)展的空間。做好這些，換熱器的發(fā)展前景將一片大好。