静态混合器强化传热的一般方法

静态混合器强化传热的一般方法

自从二十世纪初，传热学开始成为一门独立学科后，其所研究领 域不外乎；

(1) 减少初设计的传热面积和重量；

(2) 提高现有静态混合器的换热能力；

(3) 使静态混合器能在较低温差下工作；

(4) 减少静态混合器的阻力，以减少静态混合器运行时的动力消耗。

实现上述这些目的的途径则有：

1.提高传热系数

根据总传热系数K的计算公式：

1 1 ° b ◎ 1

K⁼Z^+Rsi+7^+Rso+T ⁽¹-°

可知要增大其值可从提高管子两侧的传热系数a入手，尤其要提 高管子两侧屮换热较差一侧的传热系数。原则上可采用提高介质流速， 使流体横向冲刷管束，消除流体流动时出现的旋涡死区，增加流体的 扰动和混合，破坏流体边界层或层流底层的发展，改变换热面表面状 况等方法来提高其传热系数。

2增加换热面积

采用多组小直径管路替代大直径管路和扩展表面传热面均可在不 额外增加静态混合器体积的基础上增大传热面积，该方法是增加换热量的 一种有效途径。管径愈小，在同等体积下，总表面积愈大。而扩展表 面换热面则不仅使传热面积扩大，且其传热面上流动特性大大改善。 例如工业上常用的带肋扩展面。所以在静态混合器中广泛釆用各种肋片管， 螺纹管等扩展表面换热面。

3.增大平均传热温差

该方法有两种：其一是在冷、热流体的进口和出口温度一定时， 利用不同的换热面布置来改变平均传热温差，即力求采用逆流和近似 逆流的布置。其二是釆用扩大冷、热流体进出口温度的差别以增大平 均传热温差，但实际操作过程中常受生产过程及经济性等限制，其效 果有限。

本文拟定从提高管内传热系数的角度分析静态混合器强化传热技 术。基于传热的主要阻力在于管壁附近的层流边界层内以及壁面处的 温差即传热动力较小，我们的着眼点在于两点，一是消除边界层，提 高壁面处的流速，二是将壁面处被加热的流体迅速移走，而将冷流体 导流至壁面处，从而提高壁面处的传热动力，达到强化传热的目的。