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定制螺旋折流板式换热器

定制螺旋折流板式换热器

       螺旋折流板式换热器是一种新型换热器,与传统的平面型折流板相比,其特征在于折流板为螺旋型,换热管束穿过螺旋折流板固定在管板上。折流板为连续螺旋形,从其一端开始至壳体中心处,其螺旋曲面的投影圆半径r逐渐递减,并在壳体中心处减至最小,同时在壳体中心横截面处的壳壁内侧设置一环形挡板。通过壳程的流体在变化的螺旋通道内做变螺旋运动,流经壳体中心环形挡板位置处时,形成一股类文丘里效应的缩脉流,流体在此处重新获得较高的流速,高速螺旋流能够提高流体在换热器壳体内的湍动强度,大幅提高壳程传热系数,从而达到强化传热的目的。

        传统换热器中最普遍应用的是弓形折流板、圆形折流板和圆环形折流板,由于存在阻流与压降大、有流动滞死区、易结垢、传热效率低、振动条件下易失效等缺陷,近年来研发出了螺旋折流板所。理想的螺旋折流板应具有连续的螺旋曲面,但是由于加工困难,目前所采用的折流板,一般由若干个1/4的扇形平面板替代曲面相间连接,形成近似的螺旋面。在折流时,流体处于近似螺旋流动状态。相比于弓形折流板,在相同工况下,这样的折流板(被称为非连续型螺旋折流板)可减少压降45%左右,而总传热系数可提高20%~30%,在相同热负荷下,可大大减小换热器尺寸。

        虽然非连续螺旋折流板的加工技术比较成熟,在石化行业也已得到推广应用,但仍存在诸多不足之处。例如,扇形板连接处成非光滑的锐角过渡,对轴向运动的流体存在反压,流体通过时的突然转向会造成能量损失,在螺旋角较大时能耗更严重;相邻两片扇形板空间对接时,必须附加角接板才能填补缝隙,既费工又费料。相比之下,具有理想螺旋曲面的连续型螺旋折流板有着更好的传热与流动特性,但在实际应用时必须首先解决其加工问题。


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