[24]进一步提高其承压能力，增大处理量，并改进煤接工艺，以适应石油及化学工业的要求板翅式换热器：虽然由于钎焊技术的发展和不断完善而得到较快的发展。但是，因一般硬钎焊的本还是较高，而且要使用具有腐蚀性的焊剂。目前已出现不使用焊剂的各种硬钎焊方法，如真空钎焊和无焊剂钎焊等。但这些方法还有待进一步研究。因此板翅式换热器今后发展的趋势，主要是进一步完善各种新的钎爆方法和研究采用新的制造工艺,并使板束尺寸和总组合体向大型化发展。另外，在采用新材料和进一步扩大在化工和石油化工的使用范围也将得到发展。翅片管空冷设备代替水冷设备的趋势将继续得到发展。其中对于翅片管的改进和创新方面，将朝着采用新材料，提出更多的新结构形式和制造工艺方向前进。新型材料换热器，由于它们在耐强腐蚀性能方面具有特殊的优点，今后将随着化学工业的发展，进进一步得到推广和应用，并且还将研究扩大所使用的材料,如碳化硅陶瓷的应用。为了节约各种贵重材料，还将继续研究和发展各种新工艺和新技术，如复合、衬里及表面处理等技术。新型热管换热器：近几年来，热管换热器已在化工和石油化工等生产部门中推广应用，由于它具有效率高,压力降小,结构衡单和紧凑等优点，发展较为迅速。今后发履的趋势,将二面扩大热管在化工领域中的应用，另一面将对热管换热器，加强其高性能工作介质的研究以及提高翅片制造、安装工艺水平和翅片的传热性能等。总之，为了适应工业发展的需要，今后在强化传热过程和换热设备方面，还将继续探索新的途径。参考文献[11 一机部石油机械研究所,<换热器>(国外化工与炼油设备发展概况之一),一机部石油机械研究所,1971。2LiohiAge,No.7~8,28,19684几部石油机械研究所，1968。一机部石油机械研究所，板翅点[5jhin9,163一机部通用机械研究所、苏州化工机械厂，螺施板换热器译文集，合肥通用机械研究所，1968。[7］蒋大年，化工与通用机械，No.2,1，合肥通用机械研究所，1980,No.3,A105,1962Theory Sourebooka, p. 59, 1974.[10]AICh Symp. sex. No. 118, 1968[n] G. F. Hewitt.t Exehangers: Design and Theory Sourceboob, p. 265, 1974.Ady.HeatTransfer2,Vol.1.D.264,196odynamics>, MeGraw-Hill Book Company New York, 1965Ansfer,22,No.3.389,197[15 0. Erdal KaramenTohnTe18nental),18,No,1,11,197[16)ng. Congr. Iproc. 7.2. No. 1. 66. 197nrA :hBergle, Int.eat anster onf.h., 53,HrRiRepor197cai Gakksi Ronbunghu, BHan, 45(389),118~26, 1979E）NpponKie[20] wat等,Coost, 1972.[21]G.R.8ae,ata,(),221Philip M. Kohn, Chem. Eng. 87, No.4, 4, 190.23NTDhhnenomashinostroenig No. 6, 1965
[25]参考文家S. O'Nell 等,Cbem. Eng. Prog.67, No.7, 19712091.70119T. C. Carnitvo3 tleat Exohzpgers Design and Theory Sourcebook>, p.441, 1974.ivR,Enst. Ohem. Eng.57, No. 2, 104, 1979Leoeth, Robert, Fr.de, 2, 414, 081, 19783981(31]KSNFng.88,No.27,99,1979.Srd International Hoat pipu Conference, 1978133李祖始炼游设备设计，No.6,221980chaneers:Desipn:Theory Bourcebook>, p.121,1974525, 1974.000E>P36ank>.p.45[3?]B.c.h0e, Heat Ezchangexs; Design and Thoory Sourcebookr, p.239, J974.与通用机械，No.9,55;No.10,48，一机部通用机械研究所，197，419,19740k>, p. 101, 1974esicman[41]产业机械 7, No. 226, P.2,1969[42] 甘建衡,化工与通用机械,8，合肥通用机械研究所，1979。3
·第二章·流体流动及传热第一节流体流动状态、流动形态的分类传热过程与流体的流动是密切相关的。流体流动形态往往决定着热基传递的强度，因此，下面先介绍一下有关流动形态的知识。流体流动形态，一般可概略地分为三类：第一类系流体流动速度很小时,其流体质点恒沿着与管道轴线相平行的方向流动，流线层次分明，毫无混乱的迹象，此种流动称为层流运动（又称滞流)，见图2-1(a)。第二类系流体流动速度增加，达到某一类值时，流线就不再是层次分明，而是充满了大大小小的漩涡。流体质点不再按同一方向移动，而作毫无规则的曲线运动。各质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，质点间相互碰撞发生扰动现象。这样一种流动形态称为滞流运动(亦称素流),见图2-1(b)。(a) 层清6）微图 2-1 流体在管内流动时的速度分布第三类为过渡流，它介于层流和流之间，是一种不稳定流动，稍受干扰，就会变为流。二、流动阻力的一般公式流动阻力的大小，既关系到输送机械的动力消耗，也涉及到输送机械的选择，是一个既与基本投资又与经常操作费用有关的问题，必须十分重视。流体流动过程中，克服阻力所产生的压力降或压头损失，可以是由于流体沿固体整面(如传热管壁)流动引起的沿程损失，也可以是流体流动中遇到局部障碍(如转弯、流通截面的收缩或扩大等)所引起的局部损失。工沿程阻力公式流体在直管中流动时，由于流体的粘性和流体质点之间的互相位移而产生摩擦引起流体的压头损失或压力降,称为沿程阻力。它的计算公式一般写为4-4 ()(2-1)
[27]第二节传热的基本公式式中：-流体的平均密度,kg/m-流体流动长度，m流体的流速,m/s;—-沿程摩擦系数,无因次。它是雷诺数 Re 和管壁粗糙度的函数；(2-2)f-ARe""当Re-10+~10°时（瑞流），对于光滑管，4=0.08,m=。当Re<2800时（层流），于与管壁粗糙度无关，可由数学模型分析得到；4=16，m=1。2.局部阻力公式局部阻力又称形体阻力。它的发生多半是由于各种局部障碍的影响，改变了流体内部各部分间的相对运动，以及使边界层分离，增强了流体内部的漩涡滞动。因此，-般可以认为局部阻力的发生，都是与边界层分离、谎涡的产生相关联的。分离现象愈严重，局部阻力损失也愈大。习惯上常常以平均速度头的借数来表示局部阻力所引起的压力降，即，Ap=gYu(2-3)其中是局部阻力系数。它的大小与局部障碍的几何形状、尺寸大小，流动形态和壁面粗糙度有关。 但在雷诺数不太小的时候，局部阻力系数主要取决于障碍物的几何形状和尺寸大小。其具体值须根据局部障碍的具体情况由实验求得，从有关的文献中可以查到。第二节传热的基本公式表面型换热器的基本传热公式在换热器的传热设计中，主要依靠两个基本关系：一是能量(也包括质量)的衡算，二是传热过程的速率方程。把两者结合起米，就可以导出各种流动方式的基本传热公式。由于解决的方式不同，日前工程上存在着有效平均温差法和传热单元数法两种。1。 有效平均温差法在传热过程的速率方程Q=hF4中，4im是换热设备的传热推动力，称为传热的有效平均温差。参与换热的两种流体分别沿着传热面的两侧流动,其流动方式不同，有效平均温差也不同。就是说有效平均温差与两种流体的流向有关。工程上常用的换热器内流体流向大致有四种类型，如图2-2所示。(a) 胖流(b)逆流(o)）错流(d)折流图2-2换热器中流体流向示意图①并流：参与换热的两种流体在传热面的两侧分别以相同的方向流动。②避流：参与换热的两种流体在传热面的两侧分别以相反的方向流动
[28]第二流体流动及传热③错流：参与换热的两种流体在传热面的两侧彼此呈直角方向流动。④折流：参与换热的两种流体在传热面的两侧，其中之一始终沿一个方向流动，而另一侧的流体则先沿一个方向流动，然后折回以相反方向流动，如此反复改变方向，此称为简单折流。若两侧流体都同时反复改变方向流动，两侧流体间并流与逆流交替存在,则称为复杂折流。由于在流动过程中，冷、热流体的温度一般都处于变化之中，其各点的温差显然也是变化着的。 因此存在若如何求取传热过程有效平均温差 4m的问题。 现根据不同情况，说明如下。(1）传热系数表值固定不变时，4tm的计算c)图 2-8逆流、并流换热器中两流体的温度变化图1）并流和逆流：在单纯的道流或并流的换热器中，流体温度随传热面积的变化情况如图 2-8所示。图中(a)为用饱和蒸汽加热无相变的流体，即为冷凝器的操作情况；图中(b)为用显热加热流体使之沸腾的，即为蒸发器、再沸器的操作情况；图中(0)为两流体均无相变化的并流操作情况；图中(3)为两流体均无相变化的道流操作情况。对于上面的四种情况，有效平均温差可用对数平均温差4tm表示，即：4ti-4t2Atm= Sim-(2-4)InAht式中：4t--—换热器较大的端温差，;4tg-—-换热器较小的端温差,℃。图2-4是对平均温差 4tm的算图“。当4t/4g2时，可用算术平均温差4am-（(4h+4t)/2代替4tm,这样带来的误差不到4%。苏联Iyi 提出 4timn的近似计算式5a7,4tm→ [(4t + 4t)/2+2/Z-4f](2-5)此式在 4t /4fa≤10的条件下，误差小于1%。甚至在换热器实际设计中几乎碰不到的4t:/4tz-20,该式的误差都很少大于2%。故此式可用于工程设计