丙烷蒸发器的设计开题报告(2)
3国内外对换热器的研究进展与主要成果
3.1国内外对新型换热器的研究方向
近期国内外研究的方向主要在五个方面[6]：1)非金属材料应用。非金属材料在一定的范围内具有金属材料不可比拟的优点。2)计算流体力学和模型化设计的应用。在换热器的热流分析中，引入计算机技术，对换热器中介质的复杂流动过程进行定量的模拟仿真。3)加强实验和理论研究。采用先进的测量仪器来精确测量换热器的流场分布和温度场分布，并结合分析计算，进一步摸清不同结构的强化传热机理。4)有源技术研究。如利用振动、电场方法强化传热的机理研究、试验研究，给出对比试验数据，提出理论计算模型。5)强化结构组合研究。为达到管壳程同时强化的目的，强化结构组合研究将成为近期传热强化技术研究的发展方向。
近年来，强化传热技术得到了迅速的发展和广泛的应用，在能源的开发、利用和节约方面起着十分重要的作用。尽管国内也已进行了大量的强化传热技术的研究，但实际推广和应用仍非常有限。我国在对各种新的高效传热元件研究的同时，应大力推广管壳式换热器的强化技术，加强运用计算机流体动力学(CFD)对流体流动和传热进行计算机模拟和仿真，重视专家系统在换热器优化选型中的应用，努力赶上发达国家的先进水平。
3.2换热器的国内研究现状及不足
对于各型换热器的强化换热技术的研究，主要集中在对换热器内流体流态变化以及对各部件的参数优化研究两方面，而对换热器部件参数的主要研究对象就是换热管(板)排列方式(顺排或叉排)、换热管(板)排数、换热管(板)间距大小、肋片布置问距、肋片形状等。通常的研究方法包括：数值模拟计算、实验方法研究、理论研究三类[7]。 国内对于换热器肋片换热的研究起步比较晚、经验比较少，多借鉴于国外，无论是理论研究还足实验研究都还需进一步深入，技术创新还不够，但是对各因素对换热器性能影响的研究也比较全面。总的来说，仍然存在以下问题：(1) 换热器换热的理论研究不够完善，可供对肋片实际应用优化设计的理论依据太少，对于换热公式推导出的解析解较少，目前大多是通过试验数据分析拟和而成的经验公式；(2)换热的理论体系缺乏系统性不够完善；(3) 因为试验环境，材料，仪器的精度以及试验方法不同，在同一个研究方向的某些问题的研究结论存在的分歧较多，很难形成统一的意见，暂不能形成对实践的可靠指导；(4) 目前对换热器的研究大多基于一文 、二文的换热，国内对于三文的换热模型的研究过少，同时，对于一文和二文传热模型的前提假设条件很苛刻，得出的结论适用性不强；(5) 结合试验建立的部分换热理论还缺乏严谨性和局限性。
3.3国内外新型换热器的研究成果
强化传热元件的开发研究会带来多种壳程折流结构的进步，强化传热元件管内流动状态的改变，管间折流形式要研究相应的结构与之相适应，这样才能达到管 内与管间整体强化传热效果。工业应用结果表明了多种强化传热元件的研究成果是一个基础，新型壳程折流结构(如折流杆、整圃槽孔折流栅板、空心环折流网板等)的开发使管壳式换热器的折流结构不断变化。目前，可以根据不同的操作条件，不同的使用工况，组合成各种新型高效的换热器。
缩放管整圆槽孔折流栅板换热器是我国近两年来厂校合作开发的一种新型换热器，是一种强化传热元件与新型壳程折流结构的优化组合，克服了热效率低，冷却器的流路不畅，流体横向冲刷所引起换热管的振动等未解决的技术难题。
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