螺旋管换热器是由一组或多组缠绕成螺旋状的管子置于壳体之中制成的。螺旋管换热器的特点是结构紧凑、传热面积比直管大,温差应力小,但管内的清洗较困难,可用于较高粘度的流体加热或冷却。
按照螺旋焊管生产标准的规定,螺旋焊缝钢管的主要检验/控制项目包括:外形尺寸:钢管外径、壁厚、椭圆度、弯曲度、管端垂直度、长度外观质量:焊缝余高、错边、钢管表面、分层、夹杂、焊缝缺陷判定 化学成分 焊接接头拉伸试验 静水压试验 酸蚀检验 无损检验 而直缝焊管没有相应的生产标准。一般螺旋焊管机组均采用在线连续检验方式来保证焊缝的的焊接质量,这是螺旋焊管生产区别于直缝焊管生产的另一重要特征。连续检验有利于焊接缺陷的监控、焊接质量的稳定、焊接等级的保证。由于生产工艺的限制,直缝焊管极难实现连续不间断检验。这将使焊接隐患与质量问题的出现机率增加,甚至影响将来管线运行的整体工作可靠性。
螺旋管换热器的强化机理:
螺旋管换热器流体在管内流动时受螺旋槽纹的引导使靠近壁面的部分流体顺槽旋流,有利于减薄边界层厚度;还有一部分流体顺壁面轴向流动,通过螺旋槽纹凸起处便产生轴向旋涡,引起边界层分层及边界层中流体的扰动。从而加快由壁面至流体主体的热量传递
螺旋管换热器螺旋槽纹管对管内沸腾及管内外冷凝传热均能起到显著的强化作用。螺旋槽纹管具有的凹凸曲面使得凝结液在表面张力的作用下易于排泄
螺旋管换热器螺旋槽管的管外冷凝过程主要由重力、粘性力及表面张力支配,尤其是在管外表面的凹槽处,表面张力往往几倍于重力,管外水平段上凝液在表面张力作用下被拉向凹槽根部,则水平段上凝液量减少,液膜变薄。凝液在槽中受张力形成的压差和重力作用迅速流到管底部排除。
由螺旋管换热器于槽中液体表面张力作用,凝液截断,可认为各个螺旋槽中凝液运动规律相同,管中各水平段(无螺旋凹槽段)上凝液运动规律也相同。故取一个螺旋长度研究,蒸汽在该段形成凝液由水平管段AB 和螺旋槽 BCD组成。
螺旋管换热器在螺旋槽段BCD内,建立合适的直角坐标系,忽略重力作用,则沿圆周方向凝液形成及流动相同。另外按照水平圆管及螺旋槽段管外表面凝液情况,再对凝液做出合理的假设。然后列出BCD段凝液微分方程组,即动量方程,能量方程和边界条件等。再经过数学推导和简化便可得出螺旋槽内平均冷凝传热系数。