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    關(guān)鍵詞：繞管；繞管式換熱器；強(qiáng)化傳熱；螺旋流

    繞管式換熱器的基本結(jié)構(gòu)繞管式換熱器屬于管殼式換熱器的一種，是一種新型高效緊湊換熱器，廣泛應(yīng)用于制藥、食品、石油、化工、冶金、電力和紡織等行業(yè)。繞管式換熱器主要由殼體、換熱管、芯部金屬管及墊條組成，如圖1所示。

    繞管式換熱器的筒徑由纏繞管束的總體尺寸3繞管式換熱器的應(yīng)用前景繞管式換熱器是一種高效換熱器，具有不易結(jié)垢，管束補(bǔ)償性好，管內(nèi)的操作壓力高，結(jié)構(gòu)緊湊，單位負(fù)荷金屬消耗少等特點(diǎn)，特別適用于低溫氣體分離裝置。目前，繞管式換熱器多用于深冷裝置，如甲醇洗設(shè)備和空分設(shè)備。隨著新設(shè)計(jì)的提出和加工技術(shù)的改進(jìn)，繞管式換熱器有著更廣闊的應(yīng)用空間，可滿足不同工藝場合的需要，特別是多種流體同時(shí)換熱的場合、在小溫差情況下取得較大換熱量的場合，以及高壓力操作的場合。普通高壓管殼式換熱器一般采用浮頭式或U形管式，當(dāng)壓力提高時(shí)，不僅造成殼體厚度加大，而且法蘭的強(qiáng)度等級(jí)要大幅提高，密封性能也難以保證。

    目前，繞管式換熱器已知的最高操作壓力可達(dá)22MPa，國內(nèi)一些單位正在研究適應(yīng)更高壓力的繞管式換熱器，以逐步替代煉油行業(yè)中一些高壓直管式換熱器。鎮(zhèn)海煉油化工股份有限公司經(jīng)過幾年攻關(guān)，成功制作出首臺(tái)15CrMo纏繞式換熱器，該換熱器代替不銹鋼直管換熱器用于高溫?fù)Q熱，經(jīng)過一年的實(shí)際運(yùn)用，效果良好。15CrMo纏繞式換熱器的成功開發(fā)使用，拓寬了原來纏繞式換熱器的使用領(lǐng)域，為該換熱器在高溫環(huán)境下使用積累了經(jīng)驗(yàn)¨。繞管式換熱器雖然已經(jīng)投入運(yùn)用多年，但目前還有許多待改進(jìn)的地方。不同結(jié)構(gòu)形式的纏繞管各具特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際工況可選擇設(shè)計(jì)相應(yīng)類型的換熱器以達(dá)到最佳效果。對(duì)于新型換熱器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可通過試驗(yàn)或數(shù)值模擬的方法驗(yàn)證。特別是對(duì)于試驗(yàn)操作難以實(shí)現(xiàn)的情況下，運(yùn)用CFD方法建立理論模型，通過數(shù)值方法對(duì)繞管式換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)狀態(tài)、傳熱和傳質(zhì)過程以及受力情況進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真模擬分析，可為優(yōu)化繞管式換熱器提供研究方向。除了結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，繞管式換熱器也可與強(qiáng)化傳熱技術(shù)結(jié)合，如可采用粗糙表面、擴(kuò)展表面的換熱管(螺紋管、肋片管、翅片管、波節(jié)管等；在流體流道中加入擾流裝置增強(qiáng)流體的湍動(dòng)，破壞近壁處流體流層等。