國內外換熱器研究現狀、水平和發展趨勢

更新時間：2020-04-16 點擊次數：9002

DYR032 中溫法向輻射率測量儀

DYR033 噴管實驗臺

DYR035Ⅱ 熱電偶校驗裝置

DYR051Ⅱ 液體導熱系數測定裝置

DYR071 綜合傳熱性能實驗臺

DYR091 球體法測粒狀材料的導熱系數實驗臺

美國傳熱研究公司（Heat Transfer Research Inc.）即HTRI，是1962年發起組建的一個性、非贏利的合作研究機構，會員數百家，遍及，取得了大量的研究成果，積累了換熱器設計的豐富經驗，在傳熱機理、兩相流、振動、污垢、模擬及測試技術方面作出了巨大貢獻。近年來，該公司在計算機應用軟件開發上發展很快，所開發的網絡優化軟件、各種換熱器工藝設計軟件計算精度準確，不僅節省了人力，提高了效率，而且提高了技術經濟性能。目前國內有近20家成為HTRI會員。

英國傳熱及流體服務中心（Heat Transfer and Fluid Flow Service）即HTFS，于1967年成立，隸屬于英國原子能管理局。該中心有會員數百家，長期從事傳熱與流體課題的研究，所積累的經驗和研究成果不僅廣泛用于原子能工業，而且用于一般工業。它大特點是與各大學和企業合作，進行專門的課題研究，研究成果顯著。在傳熱與流體計算上更精確，開發的HTFS、TASC各類換熱器微機計算軟件備受歡迎，國內有30多家企業成為會員。

（二）換熱器研究及發展動向

1.物性模擬研究

換熱器傳熱與流體流動計算的準確性，取決于物性模擬的準確性。因此，物性模擬一直為傳熱界重點研究課題之一，特別是兩相流物性模擬。兩相流的物性基礎來源于實驗室實際工況的模擬，這恰恰是與實際工況差別的體現。實驗室模擬實際工況很復雜，準確性主要體現與實際工況的差別。純組分介質的物性數據基本上準確，但油氣組成物的數據就與實際工況相差較大，特別是帶有固體顆粒的流體模擬更復雜。為此，要求物性模擬在實驗手段上更加先進，測試的準確率更高。從而使換熱器計算更精確，材料更節省。物性模擬將代表換熱器的經濟技術水平。

2.分析設計的研究

分析設計是近代發展的一門新興學科，美國ANSYS軟件技術一直處于前沿技術，通過分析設計可以得到流體的流動分布場，也可以將溫度場模擬出來，這無疑給流路分析法技術帶來發展，同時也給常規強度計算帶來更準確、更便捷的手段。在超常規強度計算中，可模擬出應力的分布圖，使常規方法無法得到的計算結果能更方便、快捷、準確地得到，使換熱器更加安全可靠。這一技術隨著計算機應用的發展，將帶來技術水平的飛躍。將會逐步取代強度試驗，擺脫實驗室繁重的勞動強度。

3.大型化及能耗研究

換熱器將隨裝置的大型化而大型化，直徑將超過5m，傳熱面積將達到單位10000m2，緊湊型換熱器將越來越受歡迎。板殼式換熱器、折流桿換熱器、板翅式換熱器、板式空冷器將得到發展，振動損失將逐漸克服，高溫、高壓、安全、可靠的換熱器結構將朝著結構簡單、制造方便、重量輕發展。隨著水資源的緊張，循環水將被新的冷卻介質取代，循環將被新型、高效的空冷器所取代。保溫絕熱技術的發展，熱量損失將減少到目前的50％以下。

4.強化技術研究

各種新型、高效換熱器逐步取代現有常規產品。電場動力效應強化傳熱技術、添加物強化沸騰傳熱技術、通入惰性氣體強化傳熱技術、滴狀冷凝技術、微生物傳熱技術、磁場動力傳熱技術將會在新的世紀得到研究和發展。同心管換熱器、高溫噴流式換熱器、印刷線路板換熱器、穿孔板換熱器、微尺度換熱器、微通道換熱器、流化床換熱器、新能源換熱器將在工業領域及其它領域得到研究和應用。

5.新材料研究

材料將朝著強度高、制造工藝簡單、防腐效果好、重量輕的方向發展。隨著稀有金屬價格的下降，鈦、鉭、鋯等稀有金屬使用量將擴大，CrMo鋼材料將實現不預熱和后熱的方向發展。

6.控制結垢及腐蝕的研究

國內污垢數據基本上是20世紀60～70年代從國外照搬而來。四十年來，污垢研究技術發展緩慢。隨著節能、增效要求的提高，污垢研究將會受到國家的重視和投入。通過對污垢形成的機理、生長速度、影響因素的研究，預測污垢曲線，從而控制結垢，這對傳熱效率的提高將帶來重大的突破。保證裝置低能耗、長周期運行，超聲防垢技術將得到大力發展。

腐蝕技術的研究將會有所突破，低成本的防腐涂層特別是金屬防腐鍍層技術將得到發展，電化學防腐技術成為主導。