湛江管式烟气换热器

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。本发明能更进一步提高管内单相流体的对流换热以及管内的相变换热，解决了三维内肋管加工工艺的技术问题；使用本发明所设计的***机床对各种金属材质的圆管内壁进行刻切加工，在圆管内壁形成排列有序的针肋（或鱼鳞肋）及凹槽，管式烟气换热器，构成三维内肋管，对强化管内传热的效果较好，其换热系数可达光管的1.5～3.5倍；适用于各种管式换热器，对管内换热热阻较大的情况尤为有利。

什么为三维内翅管

    三维内翅管，又称三维内肋管，是一种内壁具有三维粗糙结构的强化传热管道。通过***机床对各种金属材质的圆管内壁进行刻切加工，在圆管内壁形成排列有序的翅片及凹槽，构成三维内翅管，对强化管内传热的效果较好，其换热系数可达光管的1.5～3.5倍；适用于各种管式换热器，对管内换热热阻较大的情况尤为有利。

发明背景

    为使换热设备更加轻小***，学者着力研究了强化传热技术，近年研制出的不少***传热表面已经在空冷海水淡化化工宇航船舶动力工程等方面得到应用。强化管内对流换热的主要手段是促进管内湍流和扩展管内面积。研究表明，兼有上述两种机理为一体的三维内翅管，在增强换热以及减少泵功方面的性能均优于只运用一种强化换热机理为主的强化换热管件，如直肋管，二维肋粗糙管等。

三维肋片管管内流场分布有利于减少积灰和磨损

    在三维肋片管流场中，肋片对气固两相流场和管内颗粒流动都产生重要影响。烟气在流经肋片时，会出现垂直翻越肋片和水平绕过肋片两种情况。

    肋片区域的速度矢量图，用速度矢量分布说明了烟气垂直翻越的过程。由肋片附近的速度矢量分布可以看出，当烟气流经肋片顶部时，呈现翻越式的流动。这一方面促进了壁面区域低温烟气与流动中心区域的高温烟气之间的混合，同时也影响了粉尘颗粒在管内的运动轨迹。烟气在翻越肋片的同时，部分粉尘颗粒受到肋片及周围烟气流动的影响，会产生变向，远离肋片区域，进入管内中心区域。这降低了壁面附近区域的煤粉颗粒浓度，一定程度上缓解积灰、磨损。

    三维肋片管技术与传统的连续肋技术（H型翅片管、螺旋翅片管等）不同，其间断性的肋结构布置方式，在肋片根部产生水平绕流，进而对肋间流场及粉尘颗粒的流动也产生影响。图2描述了烟气在流经肋片时，在肋片周围的速度矢量分布。可以看出，间断的肋结构布置，使得部分烟气会在水平方向绕过肋片，由两个肋片之间流过，这一方面避免了前后两级肋之间的流动死区的形成，另一方面也在一定程度上降低了肋间（同一圆周上的相邻两个肋片）积灰的几率。