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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。在两块波纹板形成的二维流道内，当上下波纹板的波纹的振幅、频率不相同时，流动和传热特性会有什么样的表现，这方面的研究还鲜有报道。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,液膜厚度减薄,因而强化了冷凝传热。三维肋管的优势1、流体受到扩缩的振动：当流体沿轴向方向通过管道，分布在圆周方向上的肋片减小了流通面积，形成收缩段。

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。其结构是在传热管的内壁，由专用机床及压出许多***的齿状肋片，肋片与管壁垂直，流体经过侧是创花状的弧面，背侧是平面，翅片在管子横截面上环状均匀分布，环间错排，造成内管壁在三维方向上的几何尺寸都有变化，故称三维内翅管。

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,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。三维内肋管传热原理三维肋管传热机理是，介质在流经翅高1—8mm、0。

传热波纹管

波纹管强化编辑在能源、动力、化工、轻工、制冷等很多工业领域的换热设备中，经常采用波纹板表面以增加设备的强度及增强其传热传质性能。在波纹板通道内的流动传热中，按照设计目的的不同，流体介质的流动方向与壁面波纹的变化方向既有垂直也有平行。对这两种类型的流动和传热已经有很多数值计算和实验研究。三维内肋管基本内容本发明为三维内肋管及其加工工艺，属强化传热及节能技术领域。

然而，在已有的研究中，无论介质的流动方向是平行还是垂直于波纹方向，波纹壁面的几何参数都是一样的。在两块波纹板形成的二维流道内，当上下波纹板的波纹的振幅、频率不相同时，流动和传热特性会有什么样的表现，这方面的研究还鲜有报道。通道截面在流动方向保持恒定不变，而其几何形状为圆形、矩形、三角形以及其他一些简单的情况下的充分发展层流流动与传热可以采用传统经典理论进流体通道截面变为其他复杂一点的形状时，经典方法往往难以奏效，因而长期以来采用计算机数值计算来解决复杂形状边界通道内的流动与传热就成为学术界与工程界的主流。这种交替的“扩张-收缩”，使流体产生脉动及振动，增加了流体的湍动度，强化了对流换热，并减少积灰。