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    重庆时时彩怎么算号: 换热管、换热器以及换热器在化工领域的应用.pdf

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    热管 换热器 以及 化工 领域 应用
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    摘要
    申请专利号:

    CN201210426246.6

    申请日:

    2012.10.30

    公开号:

    CN103791762A

    公开日:

    2014.05.14

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):F28F 13/02申请日:20121030|||公开
    IPC分类号: F28F13/02; F28F13/06 主分类号: F28F13/02
    申请人: 中国石油化工股份有限公司; 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院
    发明人: 王国清; 张利军; 刘俊杰; 周先锋; 杜志国; 张永刚; 张兆斌; 周丛
    地址: 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
    优先权:
    专利代理机构: 北京润平知识产权代理有限公司 11283 代理人: 王崇;王凤桐
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201210426246.6

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2014.06.11|||2014.05.14

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种换热管(10),所述换热管(1)的直径为D,该换热管(10)中设置有强化传热元件,其中,该强化传热元件包括扭曲片,该扭曲片上具有孔。本发明还提供了包括该换热管的换热器及其在化工领域的应用。通过上述技术方案,本发明的换热管不但可以降低阻力、提高传热系数,以增强了换热器的传热效率,还降低了换热器的结焦速率和结垢速率,并且能够进行水力清焦,还可以在停车条件下进行机械清焦和除垢,保证了工业过程的可实施性。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种换热管(10),所述换热管(10)的直径为D,该换热管(10)中设置有强化传热元件,其特征在于,该强化传热元件包括扭曲片,该扭曲片上具有孔。

    2.  根据权利要求1所述的换热管(10),其特征在于,所述换热管(10)中设置有第一强化传热元件、第二强化传热元件、第三强化传热元件、第四强化传热元件和第五强化传热元件中的至少两种,其中,
    该第一强化传热元件包括第一扭曲片(1),所述第一扭曲片(1)具有沿所述换热管(10)的轴向方向从所述第一扭曲片(1)的上侧边至下侧边贯穿形成的竖孔;
    该第二强化传热元件包括所述第一扭曲片(1)和设置在所述第一扭曲片(1)之中的第一套管(3),该第一扭曲片(1)的内边缘与所述第一套管(3)的外表面相连;
    该第三强化传热元件包括第二扭曲片(2),所述第二扭曲片(2)具有贯穿所述第二扭曲片(2)的表面而形成的边缘闭合的横孔;
    该第四强化传热元件包括在横截面上相互垂直设置的所述第一扭曲片(1)和/或第二扭曲片(2);
    该第五强化传热元件包括在横截面上相互垂直设置的两个所述第一扭曲片(1)和设置在该两个第一扭曲片(1)之中的第二套管,该两个第一扭曲片(1)中至少一个的内边缘与所述第二套管的外表面相连。

    3.  根据权利要求2所述的换热管(10),其特征在于,所述第一强化传热元件和/或第二强化传热元件和/或第三强化传热元件和/或第四强化传热元件和/或第五强化传热元件关于所述换热管(10)的中心线对称。

    4.  根据权利要求3所述的换热管(10),其特征在于,所述第一套管(3)和/或第二套管为圆柱形管,并且该圆柱形管的中心线与所述换热管(10)的中心线重合。

    5.  根据权利要求2或3所述的换热管(10),其特征在于,在所述横孔中心处做所述第二扭曲片(2)的切面,所述横孔在该切面上的投影为圆形。

    6.  根据权利要求1-3中任意一项所述的换热管(10),其特征在于,所述换热管(10)中设置的所述强化传热元件的个数为1-24个,优选为2-10个。

    7.  根据权利要求6所述的换热管,其特征在于,所述换热管(10)中设置多个所述强化传热元件,相邻所述强化传热元件之间的轴向距离为大于等于15D且小于等于75D,优选为大于等于25D且小于等于50D。

    8.  根据权利要求3所述的换热管,其特征在于,所述第一强化传热元件的竖孔的直径为大于等于0.05D且小于等于0.95D。

    9.  根据权利要求4所述的换热管,其特征在于,所述第二强化传热元件竖孔的直径和/或所述第一套管(3)和/或所述第二套管的直径为大于等于0.05D且小于等于0.95D。

    10.  根据权利要求5所述的换热管,其特征在于,所述横孔的面积与整个所述第二扭曲片的面积的比值为大于等于0.05且小于等于0.95。

    11.  根据权利要求2所述的换热管,其特征在于,所述强化传热元件的 沿所述换热管(10)的轴向长度和所述换热管(10)的直径之间的比例为1-10,优选为1-6。

    12.  根据权利要求2所述的换热管,其特征在于,所述强化传热元件的旋转角度为90-1080°,优选为120-360°。

    13.  一种换热器,其特征在于,所述换热器具有根据上述权利要求1-12中任意一项所述的换热管(10)。

    14.  根据权利要求13所述的换热器,其特征在于,所述换热器包括至少两个相互平行的所述换热管(10),相邻的两个所述换热管(10)之间的距离大于0且小于等于100D。

    15.  根据权利要求13或14所述的换热器在化工领域中的应用。

    说明书

    说明书换热管、换热器以及换热器在化工领域的应用
    技术领域
    本发明涉及化工领域,具体地,涉及一种具有强化传热功能的换热管\包括该换热管的换热器以及该换热器在化工领域的应用。
    背景技术
    换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。
    近年来,对换热器的研究重点主要集中在强化传热上,即在单位时间内使单位传热面积传递尽可能多的热量。强化传热的方式分为主动和被动两种方式。其中,主动的方式需要外力,主要包括机械、表面振动、流体振动、电磁场以及抽吸等方法。由于主动强化传热方式的机理相对复杂,所需投资相对巨大,因此工业应用并不广泛。而被动的方式不需要外力,主要包括扩展表面、表面处理和管内插入物等不同类型的强化传热技术,具体的方式包括增大传热面积,增大平均温度差,增加总的传热系数。其中,增大传热面积主要是通过翅化面、异形面、多空物质结构以及采用小直径热交换管等实现;增大温差则主要通过改变换热流体的温度条件和流动形式来实现;增大流体的总传热系数主要通过提高流体速度,增强流体的扰动,以及及时清理结垢面等方法来实现。
    下面对现有技术通常采用的方法进行简要介绍。在现有技术中,一般通过在换热器的换热管设置内肋等方式进行强化传热,内肋的增加不仅增加了换热管的表面积,还能增加管内的湍动动能,例如内翅片管中的翅片形成一般是通过焊接或者是特殊的加工方式来实现的,但由于数量相对较多,尽管能达到较强的强化传热效果,其阻力降相对较大;通过换热管内插入物来强 化传热的方式在高雷诺数以及气体条件下使用效果较好,而对于低雷诺数的液相条件下的效果相对较差。
    目前较为常用的一种性能较好的强化传热元件是扭曲片,扭曲片通常设置在换热管的中间,利用流体自身的旋转,使流体的边界层变薄,从而达到强化传热的目的。但是,尽管扭曲片的强化传热效果良好,但其无法进行水力清焦,而现有的换热器中有很大一部分是必需进行机械清焦和水力清焦的。
    发明内容
    本发明的目的是提供一种换热管,该换热管不仅能够提高传热性能,而且便于进行清焦和除垢。
    为了实现上述目的,本发明提供一种换热管,所述换热管的直径为D,该换热管中设置有强化传热元件,其中,该强化传热元件包括扭曲片,该扭曲片上具有孔。
    优选地,所述换热管中设置有第一强化传热元件、第二强化传热元件、第三强化传热元件、第四强化传热元件和第五强化传热元件中的至少一种,其中,
    该第一强化传热元件包括第一扭曲片,所述第一扭曲片具有沿所述换热管的轴向方向从所述第一扭曲片的上侧边至下侧边贯穿形成的竖孔;
    该第二强化传热元件包括所述第一扭曲片和设置在所述第一扭曲片之中的第一套管,该第一扭曲片的内边缘与所述第一套管的外表面相连;
    该第三强化传热元件包括第二扭曲片,所述第二扭曲片具有贯穿所述第二扭曲片的表面而形成的边缘闭合的横孔;
    该第四强化传热元件包括在横截面上相互垂直设置的所述第一扭曲片和/或第二扭曲片;
    该第五强化传热元件包括在横截面上相互垂直设置的两个所述第一扭曲片和设置在该两个第一扭曲片之中的第二套管,该两个第一扭曲片中至少一个的内边缘与所述第二套管的外表面相连。
    优选地,所述第一强化传热元件和/或第二强化传热元件和/或第三强化传热元件和/或第四强化传热元件和/或第五强化传热元件关于所述换热管的中心线对称。
    优选地,所述第一套管和/或第二套管为圆柱形管,并且该圆柱形管的中心线与所述换热管的中心线重合。
    优选地,在所述横孔中心处做所述第二扭曲片的切面,所述横孔在该切面上的投影为圆形。
    优选地,所述换热管中设置的所述强化传热元件的个数为1-24个。
    优选地,所述强化传热元件的个数为2-10个
    优选地,所述换热管中设置多个所述强化传热元件,相邻所述强化传热元件之间的轴向距离为大于等于15D且小于等于75D。
    优选地,相邻所述强化传热元件之间的轴向距离为大于等于25D且小于等于50D
    优选地,所述第一强化传热元件的竖孔的直径为大于等于0.05D且小于等于0.95D。
    优选地,所述第二强化传热元件竖孔的直径和/或所述第一套管和/或所述第二套管的直径为大于等于0.05D且小于等于0.95D。
    优选地,所述横孔的面积与整个所述第二扭曲片的面积的比值为大于等于0.05且小于等于0.95。
    优选地,所述强化传热元件的沿所述换热管的轴向长度和所述换热管的直径之间的比例为1-10。
    优选地,所述强化传热元件的沿所述换热管的轴向长度和所述换热管的 直径之间的比例为1-6。
    优选地,所述强化传热元件的旋转角度为90-1080°。
    优选地,所述强化传热元件的旋转角度为120-360°。
    本发明还提供一种换热器,其中,所述换热器具有根据本发明所述的换热管。
    优选地,所述换热器包括至少两个相互平行的所述换热管,相邻的两个所述换热管之间的距离大于0且小于等于100D。
    本发明还提供根据本发明所述的换热器在化工领域中的应用。
    通过上述技术方案,本发明的换热管不但可以降低阻力、提高传热系数,以增强了换热器的传热效率,还降低了换热器的结焦速率和结垢速率,并且能够进行水力清焦,还可以在停车条件下进行机械清焦和除垢,保证了工业过程的可实施性。
    本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
    附图说明
    附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
    图1是具有第一强化传热元件的换热管的截面图;
    图2是如图1所示的换热管的侧视图,其中假设换热管为透明,因此能够看到换热管之内的第一强化传热元件的结构示意图;
    图3是具有第二强化传热元件的换热管的截面图;
    图4是如图3所示的换热管的侧视图,其中假设换热管为透明,因此能够看到换热管之内的第二强化传热元件的结构示意图;
    图5是具有第三强化传热元件的换热管的截面图;
    图6是如图5所示的换热管的侧视图,其中假设换热管为透明,因此能够看到换热管之内的第三强化传热元件的结构示意图;
    图7是根据本发明的换热管的示意图。
    附图标记说明
    1 第一扭曲片                2 第二扭曲片
    3 第一套管                  10 换热管
    具体实施方式
    以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
    在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指本发明的换热管和换热器在工作情况下的方向,也就是附图中所示的方向。
    本发明提供一种换热管10,所述换热管10的直径为D,该换热管10中设置有强化传热元件,其中,该强化传热元件包括扭曲片,该扭曲片上具有孔。
    通常地,扭曲片可以理解成一条水平方向上的线段绕其自身中点旋转,同时还在竖直方向上向上或者向下平移而经过的轨迹曲面,并且在换热管10设置有扭曲片的部分管段的横截面中,扭曲片的截面一直都是换热管10截面圆的直径。扭曲片包括一对相互平行的上侧边和下侧边,以及一对扭曲边,该一对上侧边和下侧边与换热管10的直径相等,两个扭曲边始终与换热管10的管壁接触。
    在换热管10中设置包括该扭曲片的强化传热元件能够利用流体自身的 旋转,减薄了流体的边界层,以达到强化传热的目的。本发明的换热管10中,扭曲片上具有孔,从而在提高传热效果的同时,减小了对流体流过换热管10的阻力,而且便于进行清焦。
    通过上述技术方案,本发明的换热管不但可以降低阻力、提高传热系数,以增强了换热器的传热效率,还降低了换热器的结焦速率和结垢速率,并且能够进行水力清焦,还可以在停车条件下进行机械清焦和除垢,保证了工业过程的可实施性。
    优选地,所述换热管10中设置有第一强化传热元件、第二强化传热元件、第三强化传热元件、第四强化传热元件和第五强化传热元件中的至少两种,其中,
    该第一强化传热元件包括第一扭曲片1,所述第一扭曲片1具有沿所述换热管10的轴向方向从所述第一扭曲片1的上侧边至下侧边贯穿形成的竖孔;
    该第二强化传热元件包括所述第一扭曲片1和设置在所述第一扭曲片1之中的第一套管3,该第一扭曲片1的内边缘与所述第一套管3的外表面相连;
    该第三强化传热元件包括第二扭曲片2,所述第二扭曲片2具有贯穿所述第二扭曲片2的表面而形成的边缘闭合的横孔;
    该第四强化传热元件包括在横截面上相互垂直设置的所述第一扭曲片1和/或第二扭曲片2;
    该第五强化传热元件包括在横截面上相互垂直设置的两个所述第一扭曲片1和设置在该两个第一扭曲片1之中的第二套管,该两个第一扭曲片1中至少一个的内边缘与所述第二套管的外表面相连。
    根据扭曲片上孔的设置方式的不同,本发明中提供了第一强化传热元件、第二强化传热元件、第三强化传热元件、第四强化传热元件和第五强化 传热元件,下面分别对这五种强化传热元件进行介绍。
    第一强化传热元件包括第一扭曲片1,如图所示1和图2,该第一扭曲片1上具有沿换热管10的轴向方向从第一扭曲片1的上侧边至下侧边贯穿的第一竖孔,因此第一扭曲片1就会从中间断开分成两个扭曲的部分,也就是在换热管10设置有第一强化传热元件的部分管段的横截面中,第一扭曲片1的截面为换热管10截面圆的直径上与圆周相连的两个线段。
    对于普通的换热管,管内流体换热的主要热阻集中在层流底层的低速区,但是对于本发明的设置有第一强化传热元件的换热管来说,管内流体的活塞流转变旋转流,提高了切向速度,破坏了原来的层流层,减薄边界层,增加传热系数,提高了换热管的传热效果。
    并且,由于第一扭曲片1上具有竖孔,从而使得水力清焦头和除垢头能够插入换热管中,以进行机械清焦和除垢。
    这样通过上述技术方案,该竖孔可以降低阻力、提高传热系数,并且能够进行机械清焦,这样不但增强了换热器的传热效率,而且降低了换热器的结焦速率和结垢速率,还可以在停车条件下进行机械清焦和除垢,保证了工业过程的可实施性。
    第二强化传热元件包括第一扭曲片1和第一套管3,如图3和图4所示,该第一套管3的外表面与该第二强化传热元件的第一扭曲片1的内边缘相连。也就是说,换热管10之内设置第一套管3,在换热管10和第一套管3之间连接有通过竖孔分离的部分扭曲片。
    该第二强化传热元件相当于在第一强化传热元件中设置第一套管3,因此其增强传热效率的原理相同,并且也具有降低结焦速率和结构速率的效果。其中该第一套管3主要起到加强架构强度的作用,防止换热管10长期使用而损坏扭曲片。
    第三强化传热元件包括第二扭曲片2,该第二扭曲片2上设置有贯穿第 二扭曲片2的表面而形成的边缘闭合的横孔,如图5和图6所示。
    该第三强化传热元件的第二扭曲片2上的横孔的开孔方向有别于第一扭曲片1中的竖孔,该横孔能够通过轴向方向流动的流体,也能够通过径向方向流动的流体,因此也能够改变流体的流向,破坏原有的层流,以增加传热系数,提高了换热管的传热效果。而且扭曲片上的横孔可以沿轴向方向上下对应,这样就可以沿轴向贯通,从而便于机械清焦和水力清焦操作。
    该第四强化传热元件包括在横截面上相互垂直设置的两个第一扭曲片1,或者两个第二扭曲片2,或者一个第一扭曲片1和一个第二扭曲片2。在换热管10的设置有该第四强化传热元件的部分的所有横截面中,两个第一扭曲片1截面线所在的直线都是相互垂直的。
    需要说明的是,当第四强化传热元件包括两个在横截面上相互垂直设置的第一扭曲片1时,该两个第一扭曲片1的竖孔的直径不一定相同,并且竖孔设置的位置也不一定相同。也就是说,该第四强化传热元件中的两个第一扭曲片1不一定相同。
    该第五强化传热元件包括在横截面上相互垂直设置的两个第一扭曲片1和设置在所述第一扭曲片1之中的第二套管,两个第一扭曲片1中至少一个的内边缘与所述第二套管的外表面相连。
    由于两个第一扭曲片1的竖孔的直径不一定相同,并且竖孔设置的位置也不一定相同,因此该第二套管的直径和位置可以满足两个扭曲片中至少一个的内边缘与所述第二套管的外表面相连即可。
    需要说明的是,由于本发明中换热管10中强化传热元件优选为第一强化传热元件、第二强化传热元件、第三强化传热元件、第四强化传热元件和第五强化传热元件中的至少两种,因此换热管10中强化传热元件的数量至少为两个,而且该两个强化传热元件可以为第一强化传热元件、第二强化传热元件、第三强化传热元件、第四强化传热元件和第五强化传热元件中的任 意两种。当换热管10中的强化传热元件多于两个时,只要这些强化传热元件多于两种即可,而对具体强化传热元件的种类及其排列顺序均不加以限制,而且强化传热元件之间的间距也并不一定相同,可以根据需要任意设置。
    而且,带有上述强化传热元件的换热管整体采用真空冶金熔模精铸而成,或者采用锻造的方法加工二成,或者通过焊接的方法加工而成,满足实际应用中对换热管强度要求即可。
    优选地,所述第一强化传热元件和/或第二强化传热元件和/或第三强化传热元件和/或第四强化传热元件和/或第五强化传热元件关于所述换热管10的中心线对称。
    在本优选实施方式中,第一强化传热元件、第二强化传热元件、第三强化传热元件、第四强化传热元件和第五强化传热元件中的一种或多种的扭曲片上形成孔之后的剩余部分关于换热管10的中心线对称。也就是说,对于第一扭曲片1和第二扭曲片2来说,形成竖孔和横孔之后的剩余部分相互分离且对称,对于第二强化传热元件和第五强化传热元件来说,该扭曲片形成相应的孔之后的剩余部分通过第一套管3或第二套管连接在一起,其中,竖孔的中心处于换热管10的中心线上,并且竖孔也关于中心线对称。这样的对称地结构能够使得换热管10中的各个强化传热元件受到流体的作用力均匀。
    优选地,所述第一套管3和/或第二套管为圆柱形管,并且该圆柱形管的中心线与所述换热管10的中心线重合。
    更优选地,对于第二强化传热元件和第五强化传热元件来说,第一套管3和/或第二套管优选为圆柱形管,也就是说竖孔在换热管10的俯视图上为圆形。
    优选地,在所述横孔中心处做所述第二扭曲片2的切面,所述横孔在该切面上的投影为圆形。
    对于第三强化传热元件上的横孔来说,由于第二扭曲片2是一个曲面,因此横孔的边缘不在一个平面上。在优选实施方式中,在横孔的中心处做扭曲片的切面,横孔在切面上的投影为圆形。
    优选地,所述换热管10中设置强化传热元件的个数为1-24个。更优选地,所述强化传热元件的个数为2-10个。优选地,所述换热管10中设置多个所述强化传热元件,相邻所述强化传热元件之间的轴向距离为大于等于15D且小于等于75D。更优选地,相邻所述强化传热元件之间的轴向距离为大于等于25D且小于等于50D。
    强化传热元件可以在换热管10的整个长度上设置,也可以分段设置在换热管10上,并且该强化传热元件也可以根据需要而选择均匀设置或不均匀设置,本发明对此不加以限制。相邻强化传热元件之间轴向距离为大于等于15D且小于等于75D。更优选地,相邻所述强化传热元件之间的轴向距离为大于等于25D且小于等于50D。。这样分段地不断将管内的流体从活塞流变为旋转流,提高传热效率。本优选实施方式是根据换热管10的长度设置的一般范围,本发明对此并不作限定,任何与换热管10的长度相适应的强化传热元件的个数以及轴向间距都在本发明的?;し段е?。
    而且,需要说明的是,由于本发明中换热管10中强化传热元件优选为第一强化传热元件、第二强化传热元件、第三强化传热元件、第四强化传热元件和第五强化传热元件中的至少两种,因此换热管10中强化传热元件的数量至少为两个,而且该两个强化传热元件可以为第一强化传热元件、第二强化传热元件、第三强化传热元件、第四强化传热元件和第五强化传热元件中的任意两种。当换热管10中的强化传热元件多于两个时,只要这些强化传热元件多于两种即可,而对具体强化传热元件的种类及其排列顺序均不加以限制,而且强化传热元件之间的间距也并不一定相同,可以根据需要任意设置。
    优选地,所述第一强化传热元件的竖孔的直径为大于等于0.05D且小于等于0.95D。更优选地,所述第一强化传热元件的竖孔的直径为大于等于0.05D且小于等于0.5D。优选地,所述第二强化传热元件的竖孔的直径和/或所述第一套管3和/或所述第二套管的直径为大于等于0.05D且小于等于0.95D。更优选地,所述第二强化传热元件竖孔的直径和/或所述第一套管3和/或所述第二套管的直径为大于等于0.05D且小于等于0.5D。。优选地,所述横孔的面积与整个所述第二扭曲片的面积的比值为大于等于0.05且小于等于0.95。更优选地,所述横孔的面积与整个所述第二扭曲片的面积的比值为大于等于0.05且小于等于0.5。
    在本优选实施方式中,给出了第一强化传热元件的竖孔、第二强化传热元件的竖孔、第一套管3、第二套管和横孔的直径优选数值范围。上述直径的数值范围是根据一般的经验设置的。由于要进行机械清焦和除垢,因此该孔的直径的最小值应当以能够使清焦头和除垢头伸入换热管10为准。例如,现有的最小清焦头的直径为如5mm,即相应的孔直径为5mm。
    优选地,所述强化传热元件的沿所述换热管10的轴向长度和所述换热管10的直径之间的比例为1-10,优选为1-6。优选地,所述强化传热元件的旋转角度为90-1080°,优选为120-360°。
    通常,扭曲片扭曲180°的轴向长度与沿与直径的比值为扭曲比,该扭曲比决定了每个强化传热元件的长度,而强化传热元件的旋转角度决定了强化传热元件的扭曲程度,从而影响传热效率。强化传热元件的扭曲比可以根据实际情况进行调整,以上仅仅给出了通常情况下的优选范围,并不对本发明的?;し段Ы邢拗?。所述强化传热元件的旋转角对管内流体旋转流的程度有影响,在相同扭曲比的前提下,旋转角度越大,流体的切向速度就越大。但是本发明并不限于上述旋转角度的值,任何适用的旋转角度值都可以用在本发明中。
    本发明还提供一种换热器,所述换热器具有根据本发明所述的换热管10。
    换热器通常由多根换热管10组成,换热管如图7所示,其中多根换热管10平行地并排排列。根据上文中对本发明的强化传热元件的换热管10的描述,本发明的换热器能够大大提高传热效率,并且便于清焦和除垢。
    优选地所述换热器包括至少两个相互平行的所述换热管10,相邻的两个所述换热管10之间的距离大于0且小于等于100D。如果换热管10设置得较为密集,换热管10相互之间就会产生影响,从而影响传热效率;但是如果换热管10设置得较为稀疏,则单位体积的换热器中的换热管10较少,整个换热器的传热效率也会受到影响。因此,相邻两个换热管10之间距离的优选数值范围为大于0且小于等于100D。
    另外,本发明还?;け痉⒚魉龅幕蝗绕髟诨ち煊蛑械挠τ?。
    下面以实施例的方式进一步解释应用本发明所提供的换热管的换热器。但是,本发明并不受到这些实施例的限制,本发明的范围已经在权利要求书中提出。下面对具有现有技术中的未加入扭曲片的换热管的换热器,和具有本发明的换热管的换热器的传热效率进行计算和对比。
    实施例1
    本实施例以管壳式换热器为例。管壳式换热器是目前化工生产中应用最广泛的传热设备,主要优点是单位体积所具有的传热面积较大、传热效果较好。
    下面选择某工厂的换热器为例进行研究,高温气体为某工厂所产生的废气,低温气体为某工厂生产所用的原料气,高温气体走壳程,低温气体走管程,其工艺参数见表1,尺寸参数见表2,本实施例中的该换热器内设置有8个根据本发明的换热管,该8个换热管等距设置,而根据现有技术的换热器 的换热管不带有扭曲片,使用现有技术的换热器和根据本发明的换热器分别进行试验之后工艺参数的变化如表3所示,对换热器进行了逐段的换热计算,其中使用根据本发明的换热管的换热器的传热量增加8%左右。
    表1换热器工艺参数

    表2换热器尺寸参数
      管程  换热器的类型  AEN  壳程的直径(m)  2.49  换热器放置类型  水平式换热器  管程的通道数  1  管子的长度(mm)  13.72  管子外径(mm)  31.75  管子排列角度(°)  45  管间隙(mm)  39.7
    表3换热效果对比
      现有技术的换热管  根据本发明的换热管  管程的流量(kg/s)  277.8  277.8  壳程入口温度(℃)  271  271  壳程出口温度(℃)  141  192
      管程入口温度(℃) 50  50  管程出口温度(℃) 207  220  热通量(MW) 46  50
    实施例2
    本实施例依然选用实施例1中的换热器,本实施例中的该换热器内设置有12个根据本发明的换热管,而现有技术的换热器的换热管不带有扭曲片,在相同初始工艺参数和尺寸参数条件下进行同样的实验,唯一的区别就是根据本发明的换热器的换热管和现有技术的换热器的换热管内各有1mm左右的污垢,垢层导热系数为0.001249m2k/w,使用现有技术的换热器和根据本发明的换热器分别进行试验之后工艺参数的变化如表4所示,对换热器进行了逐段的换热计算,其中使用根据本发明的换热管的换热器的传热量增加14.6%。
    表4换热效果对比
      现有技术的换热管  根据本发明的换热管  管程的流量(kg/s)  277.8  277.8  壳程入口温度(℃)  271  271  壳程出口温度(℃)  156  138  管程入口温度(℃)  50  50  管程出口温度(℃)  190  210  热通量(MW)  41  47
    以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的?;し段?。
    另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
    此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容?!  ∧谌堇醋宰ɡ鴚ww.www.4mum.com.cn转载请标明出处

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    本文标题:换热管、换热器以及换热器在化工领域的应用.pdf
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