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管型比较

1、强化换热简介：
    通常水在光滑管壁的管中流动时，靠近管中心的水流流速较高，高到一定速度时会形成紊流；水流越靠近管壁流速越低，最靠近管壁的水流会附着在管壁上，形成一层附面层（也叫层流底层），流速越高附面层越薄，反之越厚。
如果管壁上存在凸起的螺旋线，水在其中流动时，靠近管壁的水流会沿螺旋方向产生旋转运动（漩流）。漩流能减薄附面层，加快管壁与水流之间的热交换；同时水流还在螺旋凸起附近产生涡流，涡流能加快管壁附近水流与管中心水流之间的热量交换；漩流和涡流共同作用产生传热强化作用。漩流在减薄附面层加强换热的同时，还能有效地减少污垢附着于管壁。
漩流的强度与螺旋角有一定的关系，在一定范围内，螺旋升角越大，漩流越容易产生，反则反之；涡流的强度与螺旋凸起的形状、高度和节距有关系，如图所示：

图1 漩流管示意图（n＝3）

图2 普通单螺旋槽管示意图（n＝1）

S=πdtgα

式中s为节距，d为管径，为螺旋升角，n为螺旋线头数。

螺旋槽管螺旋升角α与漩流作用力的关系式及示意图
漩流作用力Ft=F×cos（0.785-2α）

    由于节距与螺旋升角是相关的，对于单螺旋槽管而言，螺旋线头数n＝1,当能产生漩流时，而节距却不能满足最佳涡流效果；反之如果节距满足最佳涡流效果，则不满足产生漩流的要求。
    如何在保证最佳漩流效果的同时也能保证最佳的涡流效果呢？漩流管和多向扰流强化换热管的面世解决了这个问题。漩流管和多向扰流管不同于单螺旋槽管，它具有多条螺旋线，这样既满足了漩流的升角要求，又满足了涡流的节距要求。

2、强化换热管比较

图4 漩流管(三螺旋)：特点为大升角浅螺旋槽

图5 多向扰流强化换热管：特点为大升角浅螺旋槽、左旋和右旋交叉产生漩流和涡流双作用强化换热

图6 波螺管（普通单螺纹管）：特点为螺旋槽密集、槽深而锐利、水阻大、存在严重的应力腐蚀

3、漩流管、扰流管与普通单螺旋槽管的比较
A．漩流管和扰流管换热效率高，它兼有低速漩流和高速涡流双重强化作用，单螺旋槽管仅有低速漩流强化作用，而凝汽器冷却水雷诺数已达数万，不存在低速漩流，所以单螺旋槽管在凝汽器中的强化换热作用非常微弱。
B．漩流管和扰流管槽深浅、应力小，不会造成应力腐蚀，而单螺旋槽管为了达到强化换热目的不得不采用更深的螺纹和更密的螺纹节距，从而造成冷加工应力，为应力腐蚀留下后患，国内多家电厂出现过由于应力腐蚀产生的波螺管断裂事故。
C．漩流管和扰流管刚度高，抗振性能好；多向扰流管由于左右螺旋交叉成网状，对管子的轴向和径向刚度都起到了加强作用，不像单螺旋管由于弹簧效应削弱了管子的轴向刚度，而轴向刚度对管子的抗振能力影响非常大。
D．漩流管和扰流管流动阻力小，而单螺旋槽管由于螺纹深而密，螺旋升角小，流动阻力大。
E．漩流管和扰流管最佳螺旋节距和螺旋角度容易匹配，而单螺旋槽管只能二者选择其一进行优化。
F. 漩流管和扰流管除垢容易，而单螺旋槽管由于螺纹深而密，除垢困难。
G. 漩流管和扰流管能减薄附面层、分割污垢层、利用水流的冲蚀作用形成对污垢的自动清除。

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