螺旋管式换热器是由一组或多组缠绕成螺旋状的管子置于壳体之中制成的。他的特点是结构紧凑、传热面积比直管大,温差应力小,但管内的清洗较困难,可用于较高粘度的流体加热或冷却。
螺旋管换热器的强化机理:
流体在管内流动时受螺旋槽纹的引导使靠近壁面的部分流体顺槽旋流,有利于减薄边界层厚度;还有一部分流体顺壁面轴向流动,通过螺旋槽纹凸起处便产生轴向旋涡,引起边界层分层及边界层中流体的扰动。从而加快由壁面至流体主体的热量传递
螺旋缠绕管式换热器
螺旋槽纹管对管内沸腾及管内外冷凝传热均能起到显著的强化作用。螺旋槽纹管具有的凹凸曲面使得凝结液在表面张力的作用下易于排泄
螺旋槽管的管外冷凝过程主要由重力、粘性力及表面张力支配,尤其是在管外表面的凹槽处,表面张力往往几倍于重力,管外水平段上凝液在表面张力作用下被拉向凹槽根部,则水平段上凝液量减少,液膜变薄。凝液在槽中受张力形成的压差和重力作用迅速流到管底部排除。
由于槽中液体表面张力作用,凝液截断,可认为各个螺旋槽中凝液运动规律相同,管中各水平段无螺旋凹槽段上凝液运动规律也相同。故取一个螺旋长度研究,蒸汽在该段形成凝液由水平管段AB和螺旋槽BCD组成。
在螺旋槽段BCD内,建立合适的直角坐标系,忽略重力作用,则沿圆周方向凝液形成及流动相同。另外按照水平圆管及螺旋槽段管外表面凝液情况,再对凝液做出合理的假设。然后列出BCD段凝液微分方程组,即动量方程,能量方程和边界条件等。再经过数学推导和简化便可得出螺旋槽内平均冷凝传热系数。
螺旋螺纹管式换热器具有高效的换热性能,在汽-水换热领域表现,广泛应用于暖通和生活热水方面,
螺纹盘管换热器相比板式换热器的优势
(一)结构比较
1、板换是由若干传热板片叠置压紧组装而成,流道很窄,只有2-3mm,所以非常易堵塞;而HZ螺纹盘管换热器***小的热交换管径就达到8mm,相对来说,管道流畅,不易堵塞。
2、板换的一个优点就是金属耗材较低,结构紧凑;而HZ螺纹盘管换热器克服了原先的管壳式换热器结构不紧凑,耗材大的缺点,HZ螺纹盘管换热器由若干螺旋螺纹管紧密有序地盘绕在一起,结构非常紧凑,体积非常小。
(二)性能比较
1、板换的换热系数能达到7000W/㎡?℃,通常在水水换热中能达到3000~4000 W/㎡?℃,在汽水换热中只能达到1000~3000 W/㎡?℃;而HZ螺纹盘管换热器由于结构的特点,使得介质的流速加快,湍流强烈,换热系数能达到14000 W/㎡?℃,通常情况下也能达到5000~9000 W/㎡?℃,换热优势明显。
2、板换有卡装式和钎焊式几种形式,对于目前普遍应用的卡装式换热器适合用于水水换热和4公斤饱和蒸汽以下的换热,如果要应用在汽水换热中需安装减稳减压和一级换热装置,不但投资高而且复杂;钎焊式的板换由于流道非常窄,只有0.7mm左右,所以非常容易堵塞和结垢,我们知道如果换热器结垢严重的话,就会影响换热器的正常换热,给用户运行带来不便。而对于钎焊板式换热器,如果堵塞的话,那么意味着无法检修。而HZ螺纹盘管换热器继承了传统管壳式换热器的优点,耐高温(耐温400℃),耐高压(1.6Mpa),非常适合有相变的场合,被称之为“蒸汽王子”。由于HZ螺纹盘管换热器的螺旋缠绕结构和不锈钢材质的光洁度高,使其不宜结垢和堵塞。