优化料液流动状态是提升传热效率的核心手段。根据传热学原理,湍流状态下的传热系数远高于层流,需确保料液在加热管内的流速稳定在 2-5m/s 的湍流区间。可通过精准计算循环泵的扬程与流量,选用变频调速泵实现流速动态调节,当料液粘度升高时(如从 50cP 增至 100cP),自动提高泵频以维持流速稳定。同时,合理设计管路布局,减少弯头、阀门等局部阻力部件,采用大曲率半径弯头(曲率半径≥3 倍管径)降低局部阻力系数,使管路总阻力损失控制在循环泵扬程的 30% 以内,保证有效流速。
改善加热介质侧的传热条件同样关键。加热介质(如蒸汽、导热油)的流速与分布均匀性直接影响壳程传热系数,需通过设置折流板优化壳程流道,折流板间距控制在加热管长度的 1-1.5 倍,使壳程介质流速达到 0.8-1.5m/s,形成强烈湍流。对于蒸汽加热系统,需在加热室入口设置蒸汽分离器,去除蒸汽中的冷凝水,避免 “汽塞” 现象;冷凝水出口安装疏水阀,确保冷凝水及时排出,维持加热室有效换热面积。实验数据显示,优化后的壳程传热系数可提升 20%-30%。
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