内部螺旋线型管式热交换器在工业窑炉上的应用

陈龙豪，朱从健

( 苏州汇科机电设备有限公司，江苏 苏州215562)

内部螺旋线型管式热交换器(以下简称“螺旋线热交换器”)，是由英国Cal Gavin 公司于20 世纪80 年代开发并商业化的应用产品，迄今为止，已有约30000 套安装使用，可显著提高热交换器内部的热交换效率。

螺旋线热交换器的构造如图1 所示，是由被称为芯线（Core Wire）的中心线构成螺旋状的环线（Loop Wire）而组成。两端的线材是由一整根线制成，需专用设备来加工。此环线的端头部分与管内壁之间沿各个方向呈360°的点接触，形状像弓箭羽毛的尾部。螺旋芯线根据其在单位长度上编入的环线数量的不同，被分为“高密度”、“中密度”、“低密度”三类，这与在业内被广泛使用的空冷式热交换器肋片管上肋片缠绕数的分类原则是相似的。

管侧膜状凝结传热系数——也被称为管内壁的膜状凝结传热系数（本文用hi表示，也称为“管壁侧传热系数”），它和管内的压力损失是呈反比的关系，即传热系数越大，则管内压力损失越小。一旦传热效果变差，管阻必然增大。因此需针对产品具体的热交换特性要求，选择最合适密度的螺旋线热交换器。

1 热传导原理及其效果

内部未安装螺旋线的管道称为空心管。管道内部凝结的流体，能润湿管道内壁，在管道内表面均匀地铺展成膜，这样的凝结形式称为“膜状凝结”。流体在管壁内侧产生膜状凝结时，流体的热量需穿过这层液膜才能被传输到管道内壁上，此时“液膜层”(也称“境膜层”)就成为主要的换热热阻，如果尽可能减薄或消除此液膜层，就可以增强换热效率。……