吴志伟，钱才富,刘 钢，周金秀，刘 鹏

(1.北京化工大学，北京 100029;2.山东美陵化工设备股份有限公司，山东淄博 255430)

0 引言

管壳式换热器广泛应用于能源、化学工程和发电等领域[1-5]。随着能源供应日益紧张，如何提高管壳式换热器的换热效果成为热点问题,典型做法是在管壳式换热器的管程和壳程采取措施来强化传热。对于管侧，一般来说，普通管由高效换热管来代替，如波纹管[6]、缩放管[7]、螺旋槽管[8]等。钱才富[9]基于波纹管提出了一种新型的换热管——锥纹管。杨秀杰等[10]通过数值模拟，对比研究了锥纹管与波纹管的流动与传热性能，结果表明，在研究范围内，锥纹管的平均对流传热系数比波纹管增加了5%～20%，压力降比波纹管降低4.6%～20%。对于壳侧，管束支撑结构直接影响着壳程流体的流动状态。在传统的弓形折流板换热器中，壳程流体在弓形折流板的引导下垂直于管束横向流动，增强了湍动程度，提高了传热效率，但在折流板附近区域形成了“传热死区”，同时由于流体横向冲刷管束，激发流体诱导振动。国内外众多学者为改善这种不理想的流动状态，对管束支撑结构进行了大量研究。美国Philips石油公司在20世纪70年代首次提出新型的管束支撑——折流杆支撑[11-12]，与传统的横流管壳式换热器相比，壳侧流体由垂直于管束的Z形流动转变为沿管束方向纵向流动，有效地克服了换热器中的流体诱导振动、消除了传热死区。国内从20世纪80年代开始对新型管束支撑进行开发与研究[13]。……