螺旋扁管的換熱率明顯優于普通光管,壓降少、不易污堵和阻塞。
以雷諾數小于1000的流體為研究對象進行模擬研究,比較和螺旋橢圓扁管之間的差別,同時分析2種管橫截面的場協同角,并與直扁管和直橢圓扁管進行對比。結果認為,2種螺旋管壁面努賽爾數隨雷諾數的增大而增大,變化趨勢逐漸減緩;2種螺旋管的綜合性能評價因子隨雷諾數的增大而增大,且的要高于螺旋橢圓扁管,在此工況下應選用。自支撐結構的螺旋管,在相同雷諾數下,螺旋橢圓扁管的壓力損失小于,但其傳熱性能卻不如螺旋扁管。
螺旋扁管(Twisted tube)是瑞典Alards公司提出、美國Koch Heat
Transfer Company, LP公司經過改進的一種強化換熱管。
螺旋扁管結構特點是管子換熱段的任一截面均為橢圓,當組裝成換熱器時可以是混合管束(即螺旋扁管與光滑管混合使用),也可以是純螺旋扁管束。
其制造過程由“壓扁”和“扭曲”兩個成形過程完成,管子截面類似橢圓,橢圓的長短軸比根據換熱管管程和殼程的流速設計確定,當管程流量較低時,可增大長短軸之比,減少流通截面以提高流速。螺旋扁管特的結構能使管程和殼程流體同時處于螺旋運動,促湍流程度增強。螺旋扁管換熱器比普通換熱器的總傳熱系數高40%,而壓力降幾乎相等。
螺旋扁管換熱器近些年來得到進一步的完善與發展,它比其它種類的換熱器更可靠、更有效,幾乎所有規定使用管殼式換熱器的系統都可以使用。自1984年以來,全世界制造和銷售了幾千臺螺旋扁管換熱器,可以用于氣-氣,液-液,液-氣換熱過程,遍及化學、石油、食品、造紙、電力、冶金、礦業和城區供暖等多個行業。
螺旋扁管能同時提高換熱管內側和外側傳熱系數,因此可大幅提高整根換熱管的換熱系數即總換熱效率。