[00980335]三维内肋管强化传热技术研究及应用

该科技成果项目-三维内肋管强化传热技术研究及应用属于新能源与高效节能高新技术领域。项目组自主开发的机械刻切加工三维内、外肋管强化换热技术采用专用刀头和夹具在专用机床上对圆管内、外壁实施反复的旋转、深刻切加工，从而在管内、外壁形成排列有序的针肋或鱼鳞肋及凹槽，表面针肋及凹槽对近壁面流体造成扰动，起到破坏流体边界层或使流体流态提前由层流进入紊流，同时增大换热面积，强化单相对流换热；借助针肋导致的表面张力作用降低凝结液膜厚度，强化膜状凝结换热；以及三维肋构成的凹腔强化核态沸腾换热。从而提高换热性能(换热系数达到光管的1-6.8倍)。通过调整肋密度，改变肋的几何参数，三维内肋管换热器可以满足大多数工艺过程对换热设备的要求。通过对三维内肋管的强化传热性能的系统实验研究，揭示了单相对流、沸腾、凝结换热条件下的强化传热机理及特性，获得了工质物性、流态、两相流型、肋结构参数等对换热和流动阻力特性的影响，获得了换热和流动阻力实验关联式，提出了完整的设计计算方法。提出了三维内肋管内插入连续和间断螺旋扭带以及双侧三维扩展表面水平冷凝强化传热管的组合强化传热新方法。以透平油为工质时，层流区插入连续螺旋扭带三维内肋管的换热系数为光管的6.8倍；采用间断螺旋扭带替代三维内肋管内的连续螺旋扭带可大大降低管内流动阻力，而换热系数下降很小；双侧三维扩展表面水平冷凝强化传热管的传热系数达光管的5倍多。开发的三维内肋管及其换热器的使用可达到节约能源、节约金属材料、节省占地、节约用水，增长设备使用寿命，增加产品产量、减少原料消耗、降低产品成本等目的。三维内肋管高效强化传热技术已在电厂脱硫、制冷空调、锅炉和轧钢炉节能、高效紧凑式换热器等领域得到推广应用，创造了显著的经济效益。三维内肋管强化传热技术可广泛的应用于能源动力、化工、交通、国防工业，在节能减排和高效换热器等领域具有非常广阔的应用前景。