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廣州市誠(chéng)北制冷設(shè)備有限公司————湛江雙系統(tǒng)套管換熱器

比照不同換熱器換熱才能時(shí)是以同一孔徑作為條件的。其比照的熱工參數(shù)主要為熱阻，在地下?lián)Q熱器的傳熱地程中存在6個(gè)階段對(duì)應(yīng)6個(gè)熱阻。換熱進(jìn)程的6個(gè)階段如下:第1階段，換熱器管內(nèi)的對(duì)流換熱進(jìn)程;第二階段，換熱器管壁的導(dǎo)熱進(jìn)程;第三階段，換熱器外管壁與回填物之間的傳熱進(jìn)程;第四階段，回填物內(nèi)部的導(dǎo)熱進(jìn)程;第五階段，回填物與管孔洞壁之間的傳熱進(jìn)程;第六階段，孔洞周圍即大地的不穩(wěn)定導(dǎo)熱進(jìn)程。對(duì)應(yīng)六個(gè)熱阻為:R1-對(duì)流換熱熱阻;R2-導(dǎo)熱熱阻;R3-觸摸熱阻;R4-導(dǎo)熱熱阻;R5-觸摸熱阻;R6-導(dǎo)熱熱阻;留意:這里的熱阻對(duì)應(yīng)于前面界說的均勻傳熱系數(shù)，幾何參數(shù)不是面積，而是每米孔洞。

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換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，即在一個(gè)大的密閉容器內(nèi)裝上水或其他介質(zhì)，而在容器內(nèi)有管道穿過。讓熱水從管道內(nèi)流過。由于管道內(nèi)熱水和容器內(nèi)冷熱水的溫度差，會(huì)構(gòu)成熱交換，也就是初中物理的熱平衡，高溫物體的熱量總是向低溫物體傳遞，這樣就把管道里水的熱量交換給了容器內(nèi)的冷水，換熱器又稱熱交換器。換熱器按用處分類能夠分為：冷卻器、冷凝器、加熱器、換熱器、再沸器、蒸氣發(fā)生器、廢熱(或余熱)鍋爐。按換熱方法能夠分為：直接觸摸式換熱器（又名混合式換熱器）、蓄熱式換熱器和間壁式換熱器。

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1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳熱面積增減自如。因?yàn)樗蓸?biāo)準(zhǔn)構(gòu)件組合而成，熱泵套管換熱器定做，安裝時(shí)無(wú)需另外加工。

2.傳熱效能高。它是一種純逆流型換熱器，同時(shí)還可以選取合適的截面尺寸，以提高流體速度，增大兩側(cè)流體的傳熱系數(shù)，因此它的傳熱效果好。液-液換熱時(shí)，傳熱系數(shù)為 870～1750W/（m2·℃）。這一點(diǎn)特別適合于高壓、小流量、低傳熱系數(shù)流體的換熱。套管式換熱器的缺點(diǎn)是占地面積大；單位傳熱面積金屬耗量多，約為管殼式換熱器的5倍；管接頭多，易泄漏；流阻大。

3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作適應(yīng)范圍大，傳熱面積增減方便，兩側(cè)流體均可提高流速，使傳熱面的兩側(cè)都可以有較高的傳熱系數(shù)，是單位傳熱面的金屬消耗量大，為增大傳熱面積、提高傳熱效果，可在內(nèi)管外壁加設(shè)各種形式的翅片，并在內(nèi)管中加設(shè)刮膜擾動(dòng)裝置，以適應(yīng)高粘度流體的換熱。

4.可以根據(jù)安裝位置任意改變形態(tài)，利于安裝。

換熱器是工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中最常用的設(shè)備之一，對(duì)于其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通常僅憑經(jīng)驗(yàn)預(yù)估的動(dòng)態(tài)參數(shù)作為依據(jù)，而設(shè)備自身的設(shè)計(jì)和改進(jìn)也只根據(jù)靜態(tài)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行，而未對(duì)換熱器的動(dòng)態(tài)性能及其對(duì)變工況的適應(yīng)能力進(jìn)行定量分析和評(píng)定。

目前針對(duì)套管換熱器的研究多集中在強(qiáng)化換熱方面。Yildiz等[1]研究了在套管中安裝螺旋槳對(duì)換熱和壓降的影響，在雷諾數(shù)Re =2500~15000時(shí)，換熱能力提高了250%，壓降增加了500%~1000%。Ebru等[2]研究了套管換熱器入口加裝旋轉(zhuǎn)發(fā)生器時(shí)的換熱性能，熱泵套管換熱器，在Re = 8500 ~ 17500 時(shí)，順流和逆流的換熱能力均提高了130%。Akpinar[3]研究了在套管內(nèi)表面加裝螺旋環(huán)時(shí)的換熱性能和壓降，結(jié)果Nusselt數(shù)( Nu) 提高了2.64倍，摩擦因數(shù)增加了2. 74倍。Rennie和Raghan[4]數(shù)值模擬了螺旋套管換熱器中普朗特?cái)?shù)(Pr)和熱導(dǎo)對(duì)套管換熱性能的影響，提出了基于Pr的Nu換熱關(guān)聯(lián)式。Naphon[5]比較了水平套管中加裝彎曲帶時(shí)的換熱和壓降。Prabhat等[6]提出了用于套管換熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，該方法可通過調(diào)節(jié)流體的流率和套管直徑來優(yōu)化壓降和換熱性能。Eiamsa-ard等[7]研究了在套管中加裝條形插片產(chǎn)生湍流流動(dòng)對(duì)套管換熱性能的強(qiáng)化。Lundberg等[8]基于疊加方法提出了計(jì)算層流流動(dòng)下非對(duì)稱加熱套管換熱器的計(jì)算公式．Kays和Leung[9]研究了空氣在環(huán)形通道中的湍流換熱，并提出了計(jì)算套管換熱器的Nu解析式，熱泵套管換熱器廠家，式中的影響因素由他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，其工作被文獻(xiàn)[10-11]收錄，作為傳熱學(xué)研究的重要資料。以上研究不足以理解套管換熱器湍流換熱工況下的內(nèi)部溫度分布和入水口位置的影響，而這些信息對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)很重要。因此本文數(shù)值模擬了套管環(huán)形通道中的湍流換熱，分析了影響對(duì)流換熱性能的因素和溫度分布特性，并將計(jì)算結(jié)果與Kays和Leung的解析解進(jìn)行了比較[12]。