論文摘要：本文闡明了強(qiáng)化傳熱技術(shù)的重要性及其發(fā)展趨勢；包括強(qiáng)化傳熱的分類、強(qiáng)化傳熱的途徑、強(qiáng)化傳熱的應(yīng)用場合等；列舉了一些強(qiáng)化傳熱的典型應(yīng)用，包括表面增強(qiáng)型蒸發(fā)管、采用波紋換熱管管內(nèi)強(qiáng)化傳熱、采用超聲波抗垢強(qiáng)化傳熱技術(shù)、采用螺旋槽管的強(qiáng)化傳熱技術(shù)、采用小熱管的強(qiáng)化傳熱技術(shù)等。通過分析得出強(qiáng)化傳熱應(yīng)注意的一些問題。  

　　論文關(guān)鍵詞：強(qiáng)化傳熱 典型 應(yīng)用  

　　由于生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展需要強(qiáng)化傳熱從80年代起就引起了廣泛的重視和發(fā)展。表現(xiàn)在設(shè)計(jì)和制造各類高性能熱設(shè)備，航空，航天及核聚變等尖端技術(shù)，計(jì)算機(jī)里密集布置電子元件的有效冷卻。正是上述原因促使人們對強(qiáng)化傳熱進(jìn)行及為廣泛的研究和探討，從80年代到現(xiàn)在近20多的時(shí)間里，世界各國的科學(xué)領(lǐng)域里，有關(guān)強(qiáng)化傳熱研究報(bào)告舉不勝數(shù)。  

　　一、強(qiáng)化傳熱技術(shù)的分類  

　　（一）導(dǎo)熱過程的強(qiáng)化  

　　導(dǎo)熱是熱量傳遞的三種基本方式之一，它同樣也存在著強(qiáng)化問題。導(dǎo)熱是依靠物體中的質(zhì)量（分子，原子，或自由電子）運(yùn)動(dòng)來傳遞能量。固體內(nèi)部不同溫度層之間的傳熱就是一種典型的導(dǎo)熱過程，但固體之間接觸存在著接觸熱阻，降低了能量的傳遞，在高熱流場合下，為了盡快導(dǎo)出熱量必須設(shè)法降低接觸熱阻，一般可采用以下方法：  

　　1、提高接觸面之間光潔度或增加物體間的接觸壓力以增加接觸面積  
　　2、在接觸面之間填充導(dǎo)熱系數(shù)較高的氣體（如氦氣）  
　　3、在接觸面上用電化學(xué)方法添加軟金屬涂層或加軟技術(shù)墊片  

　�。ǘ�）輻射換熱的強(qiáng)化  

　　輻射換熱普遍存在于自然界和許多生產(chǎn)過程中，只要物體溫度高于絕對零度，它就能依靠電磁波向外發(fā)射能量，所以物體之間總是存在著輻射換熱，在物之間溫度差別不是很大的情況下，輻射換熱可以忽略，但在高溫設(shè)備中輻射卻是換熱的主要方式。而影響輻射換熱的因素主要有：表面粗糙度，固體微粒，材料。  

　�。ㄈ�）對流換熱強(qiáng)化  

　　對流強(qiáng)化傳熱與流體的物理特性，流動(dòng)狀態(tài)，流道幾何形狀，有無相變發(fā)生以及傳熱壁面的表面狀況等許多因素有關(guān)。其中對流換熱的有源強(qiáng)化又可分為：利用機(jī)械攪動(dòng)加強(qiáng)流體與壁面間的傳熱，流體脈動(dòng)和傳熱面震動(dòng)時(shí)的對流換熱，電磁場作用下的對流換熱，經(jīng)過多孔壁有質(zhì)量透過時(shí)的壁面換熱。而對流換熱的無源換熱又可分為：管內(nèi)插入物對傳熱的增強(qiáng)，渦旋流動(dòng)的強(qiáng)化傳熱，添加物對流換熱，流化床與埋管間的傳熱，射流沖擊。  

　　二、強(qiáng)化傳熱的途徑  

　　在熱設(shè)備中應(yīng)用強(qiáng)化傳熱技術(shù)的目的一般有：（1）增加輸熱量；（2）減少換熱面積和縮小設(shè)備體積；（3）降低載熱劑輸送功率的消耗；（4）降低高溫部件的溫度。在表面式換熱器中，單位時(shí)間內(nèi)的換熱量Q與冷熱流體的溫度差△t及傳熱面積F成正比，即Q=KF△t，式中K為傳熱系數(shù)，是反映傳熱強(qiáng)弱的指標(biāo)。從上式可以看出，增大傳熱量可以通過提高傳熱系數(shù)，擴(kuò)大傳熱面積和增大傳熱溫差3種途徑來實(shí)現(xiàn)。  

　　三、應(yīng)用場合  

　　不同的強(qiáng)化傳熱技術(shù)有不同的應(yīng)用場合：對流換熱按其發(fā)生的原因可分為自然對流換熱和強(qiáng)制對流換熱。在這良種對流換熱過程中，就流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)又可區(qū)分為層流換熱及湍流關(guān)熱，這取決于流體的雷諾數(shù)，流道集合形狀和固體的壁面狀況。從流道集合想狀來看就更為復(fù)雜，既有圓形，環(huán)形，三角形，弧形，又有縱向或橫向掠過管簇以及由各種形狀管翅或板翅結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜集合通道。如果流體在穿熱過程中發(fā)生相變，則又有遲內(nèi)沸騰，流動(dòng)沸騰及蒸汽凝結(jié)之分。  

　　前面提到的那些強(qiáng)化傳熱技術(shù)，有的只使用于特定的某些傳熱介質(zhì)和傳熱過程，有的則對所有對流換熱狀態(tài)都有不同程度的強(qiáng)化作用。其中在各類通道中強(qiáng)制對流（包括層流及湍流）換熱的強(qiáng)化研究得最多，因而也是最成熟的和在工業(yè)上應(yīng)用的最廣的。從強(qiáng)化傳熱各類措施來看，研究得最多的是各種發(fā)展表面，粗糙表面和渦旋強(qiáng)化，而且它們還被廣泛地應(yīng)用于各類熱設(shè)備中去。就目前來看，應(yīng)用最多的是換熱器方面的強(qiáng)化傳熱。當(dāng)然其他電子方面也有很多。  

　　四、強(qiáng)化傳熱的應(yīng)用舉例  

　　（一）表面增強(qiáng)型蒸發(fā)管  

　　采用雙側(cè)強(qiáng)化管型，管內(nèi)側(cè)有內(nèi)螺紋槽，管外側(cè)是一種利用機(jī)械加工的雙重凹陷多孔結(jié)構(gòu)，管型的機(jī)構(gòu)其總傳熱系數(shù)隨著流速的增大而增大，當(dāng)管內(nèi)水流速為0.3~1.3m/s時(shí)，主翅和內(nèi)翅的翅高分別為0.70mm和0.48mm，翅數(shù)分別為52和38時(shí)，增大了換熱面積，管表面更多的凹陷增加了汽化核心數(shù)量，其換熱性能最為優(yōu)越。  

　　（二）采用波紋換熱管管內(nèi)強(qiáng)化傳熱  

　　用波紋管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光滑直管，能大大強(qiáng)化熱量傳遞。分別在實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度20度，管程水流量40-1400L/h，雷諾數(shù)Re=1800 -24000，蒸汽壓力為0.15MPa，蒸汽溫度為113.5度；實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度20度，管程水流量范圍40-1400L/h，雷諾數(shù)Re=1800-24000，蒸汽壓力為0.15MPa，蒸汽溫度為113.5度。在實(shí)驗(yàn)Re變化范圍內(nèi)，波紋管的管內(nèi)對流傳熱系數(shù)a和努塞爾數(shù)Nu均隨著Re的增大而增大，并且都比光滑直管大2.5-3倍。 

　　（三）采用超聲波抗垢強(qiáng)化傳熱技術(shù)  

　　超聲波在液體媒質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)作用，空化作用和熱作用。這些作用同時(shí)產(chǎn)生效應(yīng)，會(huì)減弱成垢物質(zhì)的分子之間結(jié)合力以及析出垢粒與管道間的