3、提升管壳式换热器能效：双螺旋盘管的应用研究

提升管壳式换热器能效：双螺旋盘管的应用研究

1. 引言

在工业和机械领域，热交换器是实现热量在不同介质间传递的关键部件。为了满足人类需求并简化任务，热交换器被广泛应用，同时众多研究也在致力于提高其热传递效率。

热传递主要通过三种方式实现：固体对流、流体（如液体、气体）对流以及辐射。热交换器不仅可用于制冷过程，也能在加热过程中发挥作用。在众多应用场景中，人们可以借助多个传递单元（NTU）方法和对数平均温差法来研究不同参数。然而，设计热交换器并非易事，既要考虑制造成本，又要兼顾尺寸的紧凑性，因此还需进一步研究以降低设计成本并提高热传递性能。

工业中存在多种类型的热交换器，以下是几种常见类型的介绍：
| 类型 | 特点 | 优点 | 缺点 |
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| 管壳式热交换器 | 由置于壳体内的管子组成，可实现两种流体间的热传递 | 结构简单，应用广泛 | 存在污垢积累问题，影响热效率 |
| 板式和框架式热交换器 | 由多个板片在大框架中固定组成，板间空间大 | 维护方便，易于清洁和拆卸故障部件，耐腐蚀，工作参数高 | 焊接单元清洁难度大 |
| 全焊接板式热交换器 | 全焊接板束插入壳体，能承受极端温度和压力 | 可处理液体、气体或混合流体，不易结垢 | |

传统管壳式热交换器长期面临污垢积累的问题，这会导致热效率和热传递速率逐渐下降。为解决这一挑战，本研究在壳体内引入了双螺旋盘管。螺旋盘管式热交换器能产生显著的剪切应力，有效降低结垢倾向，使热交换器在两次定期清洁之间能运行更长周期，并且在初始设计阶段可采用较小的安全裕度。

热交换过程中，系统内流体