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根據(jù)氣流中顆粒物質(zhì),換熱器材料和幾何形狀的不同,會出現(xiàn)不同類型的結(jié)垢現(xiàn)象。Awad(2011年)將這些現(xiàn)象分為:
顆粒結(jié)垢:由懸浮顆粒在換熱器表面上積聚而產(chǎn)生。顆粒結(jié)垢可進(jìn)一步分為湍流擴(kuò)散、布朗擴(kuò)散、重力沉降、慣性碰撞、熱泳和電泳。沉淀結(jié)垢:由飽和溶液中存在溶解鹽而產(chǎn)生。飽和鹽在溫度變化時(shí)發(fā)生結(jié)晶,從而形成沉淀結(jié)垢。
管殼式換熱器是一個(gè)量大而品種繁多的產(chǎn)品,迫切需要新的耐磨損、耐腐蝕、高強(qiáng)度材料。我國在發(fā)展不銹鋼銅合金復(fù)合材料、鋁鎂合金及碳化硅等非金屬材料等方面都有不同程度的進(jìn)展,其中尤以鈦材發(fā)展較快。鈦對海水、氯堿、醋酸等有較好的抗腐蝕能力,如再強(qiáng)化傳熱,效果將更好,一些制造單位已較好的掌握了鈦材的加工制造技術(shù)。對材料的噴涂,我國已從國外引進(jìn)生產(chǎn)線。鋁鎂合金具有較高的抗腐蝕性和導(dǎo)熱性,價(jià)格比鈦材便宜,應(yīng)予注意。渦流熱膜換熱器采用的渦流熱膜傳熱技術(shù),通過改變流體運(yùn)動狀態(tài)來增加傳熱效果,當(dāng)介質(zhì)經(jīng)過渦流管表面時(shí),強(qiáng)力沖刷管子表面,從而提高換熱效率。國內(nèi)在節(jié)能增效等方面改進(jìn)換熱器性能,提高傳熱效率,減少傳熱面積降低壓降,提高裝置熱強(qiáng)度等方面的研究取得了顯著成績。換熱器的大量使用有效的提高了能源的利用率,使企業(yè)成本降低,效益提高。
管殼式換熱器(shell and tube heat exchanger),又稱列管式換熱器。由殼體、傳熱管束、管板、折流板(擋板)和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形,內(nèi)部裝有管束,管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體,一種在管內(nèi)流動,稱為管程流體;另一種在管外流動,稱為殼程流體?;旌鲜綗峤粨Q器按照用途的不同,可將混合式熱交換器分成以下幾種不同的類型:(1)冷卻塔(或稱冷水塔)在這種設(shè)備中,用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)的方法,將生產(chǎn)中已經(jīng)提高了溫度的水進(jìn)行冷卻降溫之后循環(huán)使用,以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。
管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板(擋板)和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形,內(nèi)部裝有管束,管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體,一種在管內(nèi)流動,稱為管程流體;另一種在管外流動,稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù),通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度,迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束,增強(qiáng)流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。另外,航天飛行器、半導(dǎo)體器件、核常規(guī)島核島、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽能光伏發(fā)電、多晶硅生產(chǎn)等領(lǐng)域都需要大量的專業(yè)換熱器,這些市場約有130億元的規(guī)模。等邊三角形排列較緊湊,管外流體湍動程度高,傳熱分系數(shù)大;正方形排列則管外清洗方便,適用于易結(jié)垢的流體。