内凹槽管高效换热器的研究与应用

内凹槽管高效换热器作为一种新型的高效传热设备，近年来受到了广泛关注。与传统的管壳式换热器相比，内凹槽管高效换热器具有传热系数高、压降低、防振动及适用范围广的优点。在石化、炼油、化工、冶金等工业领域，特别是在再沸器等关键设备中，其增产节能效果显著，并有助于节省原材料投资。

一、设计原理

内凹槽高效换热管是在光管的基础上，通过在光管的内表面加工出直线形或螺旋形的凹槽来强化流动沸腾传热。这种设计可以增加流体的湍流，提高传热效率。同时，内凹槽管还能减小传热温差，降低所需再沸器设备的传热面积和尺寸，适应装置现有的场地条件。

二、应用领域

1. 石化、炼油、化工、冶金等工业领域：内凹槽管高效换热器在这些领域的再沸器等关键设备中发挥着重要作用。其高效传热性能有助于提高装置的处理能力和热量利用率，降低能耗。
2. 暖通空调（HVAC）系统：凹槽管常用于冷凝器和热交换器，其独特的形状有助于提高热交换效率，增强制冷和制热效果。
3. 太阳能热水系统：凹槽管集热器在太阳能热水系统中有着广泛的应用，其设计可增加太阳辐射的吸收面积，提高集热效率。
4. 农业灌溉：凹槽管在农业灌溉领域也有着应用，如用于输水管道或喷灌系统。

三、实验与性能分析

基于细薄膜蒸发原理设计的高效沟槽式换热器实验表明，无论在蒸发工况还是在冷凝工况下，沟槽式换热器的换热性能均好于光管换热器。在蒸发工况下，总换热系数的提高率最大为15.11%，管内部换热系数的最大提高率为65.07%。在冷凝工况下，总换热系数的提高率最大为7.34%，内部换热系数的最大提高率为15.48%。这说明通过改变管内壁的结构，使之形成轴向微小槽道，有利于管内形成细薄膜结构，从而增大了换热效率。