三维肋管单管结构特点
1.1 结构
三维肋管是一种新型的管内(外)侧强化传热元件，是对表面有针状、鳞状肋片的各种强化换热管件的总称，其热力性能优于目前已广泛用于各类换热器的螺纹管、二维内肋及波纹管等[2~8]。只要管材壁厚不小于0.8 mm，各种普通金属光管(包括铜、 铝、不锈钢等)都可以通过专用机床加工成三维内肋管、外肋管或内-外肋管。三维内肋管结构示意见图1，各种三维肋管单管样品见图2。
1.2 传热机理
三维肋管传热机理是，介质在流经翅高1~ 8 mm、0.5 mm×0.5 mm的针状肋后形成卡曼涡街 流动状态，这种流动促进了流体的湍流，三维肋的存在引起肋内加速，加速度的方向平行于热边界层，减少了边界层的厚度从而强化管内无相变传热。由于液体在翅上表面张力减小，液体疏导容易，供应烟气换热器，液膜厚度减薄，电厂烟气换热器，因而强化了冷凝传热。
一般说来，三维肋管单相流体的对流传热系数可达光管的2.5~6倍，沸腾传热系数可达光管的 2~5倍，冷凝传热系数可达光管的3~5倍。强化管外冷凝膜系数较高可达光管的17倍(强化管内冷凝效果同样显著)，强化管内冷凝膜系数可达光管的2~3倍，总传热系数至少提高35%，综合换热性能是其它强化换热元件不可比的。
三维内肋管应用实例及效果
根据实际情况，决定在润滑油加氢精制装置中冷却效果不是很好的新氢压缩机配套设备———中间二级冷却器(位号冷102)以及润滑油半成品出装置冷却器(位号冷203)上进行三维肋管式 换热管束的试用。
冷却器由于冷却面积不足，夏季经常需要在壳体上喷淋大量的冷水以降低介质温度，既浪费水也严重影响现场工作环境。因此，决定在不更换壳体的情况下应用三维肋管式换 热管束。冷102为进口设备，锅炉烟气换热器，型号为LKV-30/366， 壳程介质为氢气，壳程体积流量7 600 m3/h(标准状态下)，管程介质为循环水。冷却器冷203的型号为 FRH700-130-16-4Ⅱ，壳程介质为循环水，管程介质为润滑油半成品，管程质量流量18 t/h。2台设备换热管均为正三角形排列。
三维肋管详情介绍
一般说来，三维肋管单相流体的对流传热系数可达光管的2.5—6倍，德州烟气换热器，沸腾传热系数可达光管的2—5倍，冷凝传热系数可达光管的3—5倍。强化管外冷凝膜系数较高可达光管的17倍（强化管内冷凝效果同样显著），强化管内冷凝膜系数可达光管的2—3倍，总传热系数至少提高35%，综合换热性能是其它强化换热元件不可比的。
扩大了单管的换热面积，但三维内肋管的当量直径变小。每个肋都是扰动源，增加了流动的紊动度，同时也具有了自清洗作用。流动在肋间的近壁面加速，减薄了热边界层厚度。流体在管内做周期性振动，流体横向冲刷三维肋，流体与肋的传热系数增大。在加工三维肋的同时，管壁也被粗糙化，增强了换热效果。
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