石油及化工行业的工艺过程中大量采用了换热器,它一般占设备投资的30%以上,采用弓形折流板光管结构的管壳式换热器约占换热器80%,这种换热器由于结构的原因,其换热效果差,壳程阻力降大。
为了节能减排,换热器必须强化传热过程,即要求换热器单位面积、单位时间内尽可能传递多的能量,并减少传递过程中能量的损失,更合理、更有效利用能源。强化传热过程一般采用三种方法:提高传热系数、扩大单位传热面积、增大传热温差,而最为有效的办法是提高传热系数。
目前在管壳式换热器的基础上,采用波纹管代替光管作为传热元件。波纹形可分为波节管、波纹管、缩放管等。
从流体力学观点来分析,在波峰处流体速度降低,静压增加;在波谷处流体速度增加,静压降低。这样流体的流动是在反复改变轴向压力梯度下行进,因而产生了剧烈的漩涡重刷流体的边界层,使边界减薄,大大提高传热系数,从而达到强化传热的效果。