用于干衣的叉排倾斜圆翅片热管换热器的传热分析开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

1概述

现今随着社会的发展，节能越来越成为人类未来研究的一个重要方面，无论是工业

生产还是人类生活方面。随着经济的高速发展和世界一次能源的不断消耗，导致能源与环境两者之间矛盾日益变大^[1]。

热管换热器具有热效率高、压力损失小、工作紧凑。没有掺混污染、有利于控制露点腐蚀等优点^[2]。热管换热器最大的特点是：结构简单、换热效率高，在传递相同热量的条件下，热管换热器的金属耗量最少，压力损失也最小，因而动力消耗也小^[3]。热管换热器近年在技术上已趋成熟，作为一种有效的低温热能回收设备也获得公认和应用^[4]。此外，热管换热器工作可靠，每根热管是独立的传热元件，即使其中一根发生故障，也不影响整个的正常工作^[5]。所以，热管换热器能在石化行业的一些恶劣工况下安全、可靠、高效地运行^[6]。

在欧美家庭中，干衣机的普及率已经相当高了。如今生活越来越现代化，所以在我们国家，干衣机会逐渐成为人们日常生活必不可少的一种家用电器^[7]。热管换热器在实际生活中也有着广泛的应用，干衣机就是其中一项，我们通过概不不同的翅片形状以及热管的排列方式可以设计出适用于各种类型的换热器^[8]，例如：叉排倾斜圆翅片热管换热器在干衣机中的应用。

2热管换热器国内外的发展

2.1国内发展状况

热管换热器是由高效传热的热管组成的新型换热器，主要由箱体、管板、热管元件组成，它把热量从载体传给冷流体^[9]。

国外热管换热器的应用开始于六十年代末期，我国于1980年研制出第一台热管换热器在南京运转成功。经过不懈的努力，这一技术在国内基本趋于完善，特别是热管换热器的应用已经进入世界先进行列^[10]。

两用热管换热器在锅炉烟气余热回收中的应用：目前利用烟气余热主要有三种形式：（1）利用烟气余热加热水，采用气-液热管换热器（2）利用烟气余热加热锅炉一次空气，采用气-气型热管换热器（3）利用烟气余热，既加热采暖水又可加热锅炉一次风。采用气-气、气-液热管换热器。具有加热采暖水和锅炉一次风两用，并可相互调节的特点。系统换热器的效率高，据专业部门测试，可以达到93％，运行操作方便，故障少。效益明显，投资回收快，节能经济效益非常明显^[11]。

热管换热器也可以应用于干燥的过程中：回收干燥过程中的排气余热，预热空气，作为干燥热源的补助热源，可降低干燥过程的燃料消耗。干燥过程的排气余热有两部分组成，一是空气的显热，另一个是水分（或溶剂）。此外，回收的余热还可以以热风的形式送到有关房间采暖，以节约采暖热源，也可以制成热水供生产生活用，还可以将热风送到锅炉或窑炉燃烧系统中以提高热效率^[12]。

鉴于热管换热器在房间空调热排风热回收系统中的应用^[13]，也可将热管换热器用于列车空调的排风热回收处理新风。采用传统的列车空调调节措施的同时，将热管换热器应用于列车排风热回收，对新风进行预处理，可以大幅减少新风负荷，从而降低车厢冷负荷，减少空调机组能耗^[14]。

宾馆空调大量排风潜藏着庞大的冷热能，有相当大的利用价值；客房排风量大于新风量，进行排风能量回收时，回收装置的效率较高；集中形式的新风以便于进行预处理；回风不参与能量回收，仅新。排风之间实现能量交换，回收系统较为简单等使得宾馆排风能量回收的实现成为可能^[15]。

热管换热器利用锅炉尾气的余热回收，提高锅炉的热效率有明显效果。实际运行中，锅炉的热效率往往比设计效率低8％-10％。针对这个问题，在锅炉安装热管换热器，用以回收烟气余热，降低排烟温度、提高燃烧效率、降低灰渣含碳量，提高锅炉效率，降低 排量，达到了良好的节能效果^[16]。

如今，有些单位应用热管新技术，在隧道窑总烟道闸板之后的烟道内，安置重力式热管换热器一台，对烟气废热进行了回收利用，取得了较好的经济效益^[17]。

由于如今很多家用空调在潮湿地区使用时，因其除湿量不足而不能创造出舒适的室内环境，提出了在不改变房间空调器原有配置的压缩机，冷凝器，蒸发器以及毛细管的情况下，加上重力式热管换热器，可以显著的增加空调除湿量，并使空调出风的湿度量适宜，并且耗能也没有变化^[18]。

2.2国外发展状况

热管换热器在国外已经系列化生产，用户选择甚为方便。如美国Q-Dot公司开发的热管换热器已有5000多台的实际运行经验^[19]，美国Garrett空气研究公司也在开发陶瓷热管余热回收器上有一定的成果^[20](用陶瓷热管制造余热回收器，可以减少热膨胀问题^[21])日本古田电器设计的热管换热器已应用于700多套设施，美国福斯特惠勒公司开发的热管空气预热器已在诸多电厂和燃煤旋风式锅炉设施中得到应用^[22]。

S.B.Riffat提出的新型太阳能/燃气联合式制冷热管是将热管、制冷蒸发器和喷射器组合在一起^[23]。T.Ngunyen等研制的热管发电机，两者都是利用工质吸热相变产生蒸汽通过蒸汽喷管带动发电机透平，将动能转变为电能^[24]。

日本热管技术开发在70年代中期进入实用化，最早用于余热回收和电子器件的冷却散热两大方面。进入八十年代后，日本的热管技术有了飞快的发展。气-气热管换热器，热管热水器、热管余热锅炉是日本用于会后余热的主要手段^[25]。

日本在近五六年才开始制造热管。昭和铝公司小山工厂是日本热管主要生产厂家，每月生产50台热管换热器，到目前为止已生产3500台热管换热器，技术水平和美国相近^[26]。另外在欧共体科学研究和发展委员会的指导下，工厂。科研机构以及高校对换热器作了调研以确定其现状、将来需要情况及其研究和开发的重点项目^[27]。

3热管换热器的研究现状

换热设备按照其功能可命名，如冷凝器、蒸发器、再热器、过热器等，按换热部件

的特点可分为：管壳式换热器、翅片式换热器、板式换热器（包括板片式换热器和板翅式换热器）。对于各种类型的强化换热技术的研究，主要集中在对换热器内流体流态变化以及对各部件的参数优化研究两方面，而对换热器部件参数的主要研究对象就是换热管（板）排列方式（顺排或叉排）、换热管（板）排数、换热管（板）间距大小、肋片布置间距、肋片形状等。通常的研究方法包括：数值模拟计算、实验方法研究、理论研究^[28]。

以热管为传热元件的热管换热器较其他型式换热器具有下列优点：传热效率高，压力损失小，工作可靠，结构紧凑，冷热流体不混合，有利于控制露点腐蚀等，这些独特的优点使它在解决能源问题，如利用热能、回收废热、节约原料、降低成本等方面，特别是在工业余热中发挥了越来越重要的作用，并取得了显著的经济效益。而如今，热管换热器应用较多的场合：工业锅炉或工业窑炉用来加热空气的热管式空气预热器及用来加热给水的热管换热器；电站锅炉中用来代替蒸汽暖风器的前置式热管空气预热器及空调制冷中用来回收余热的热管式换热器、热管锅炉、热管蒸发器等。迄今为止，在世界范围内，从空间到地面，从军工到民用，在航天、航空、电子、电机、核工业、热工、建筑、医疗、温度调节、余热回收以及太阳能与地热利用等方面已有数以百万计的热管正在运行^[29]。

4 结论

热管换热器是当今社会生产生活中一种十分可靠的设备，它具有：传热效率高，结

构简单，体积紧凑；气流阻力损失小，故风机动力消耗少；冷气体通道隔开，漏气量少，本身无运动部件，安全可靠，使用维修方便等优点^[30]。所以我们在干衣等小型的生活用热管换热器方面也可以有相当大应用，节约能源，为人类的可持续发展做出贡献。

参考文献：

[1]任常在,代元军,赵龙广.管翅式热管换热器性能分析[J].科技视界,2014,(17):27~29.

[2]康芹，郭建利.热管换热器的应用 [J].机械管理开发，2010,25(5)：60~62．

[3]于兰凤．热管换热器的应用 [J].广东化工，2013，16(40)：182~183.

[4]钱伯章．热管换热器的发展和应用化[J].化工机械，1996，23（5）：295~302.

[5]李复久．谈热管换热器的工作原理与特点 [J].科技论坛,2012,(36)：74~74.

[6]陈彦泽，喻建良．热管技术及其应用[J].现代化工，2003，23（4）：17~28.

[7]锦文.家用干衣机应该有所作为[J].家用电器，2003，（11）：10~11.

[8]热泵式干衣机的实验研究及性能分析[J].制冷与空调，2008，（6）：42~46.

[9] 周建国.热管换热器在锅炉上的应用[J].中国设备工程，2005，（12）：55~55.

[10]庄骏.我国热管换热器的节能效果及研究进展[J].现代化工,1985,(6):72~73.

[11]佟启玉.两用热管换热器在锅炉烟气余热回收中的应用[J].应用能源技术，2000,(6):27~28.

[12]王海澍.热管换热器在干燥过程中的应用[J].节能，1985,(17):15~17.

[13]孙世梅,陈荟晶,郑立秋.热管应用于空调节能的理论分析[A].第十一届全国热管会议论文集[C].2008.488~494.

[14]杨大洋，徐青.热管换热器在列车空调热回收中的应用[J].制冷与空调，2010, 24（1）：56~59.

[15]庄琛，顾平道，李英娜.热管换热器在宾馆排风能量回收中的经济分析[J]制冷与空调，2004,(3):79~82.

[16]杨学文，李玉静.热管空气预热器在锅炉节能中的应用[J]应用能源技术，2008， (9)：17~19.

[17]殷凤林.热管换热器在隧道窑烟气废热回收中的应用[J].电磁避雷器，1986，（01）：35~35.

[18]鱼剑琳，张华.热管换热器在房间空调器上的应用[J].西安交通大学学报，1996，（10）：64~69.

[19]庄骏，徐文政.热管换热器单管研制[J].化工炼油机械通讯，1981,（3）：22~31.

[20]Yat H.Application of a heat pipe heat exchanger todehumidification enhancement in tropical HVAC systems-a baseline performancecharacteristics study[J].Internation Journal of ThermalSciences,2007,46(2):164~171.

[21]Nimmo B G,Collier R K Jr,Rengarajan K.DEAC:Desiccantenhancement of cooling-based dehumidification[J].In:ASHRAETrans.1993,99(1):842~848.

[22]李菊香，杨俊，徐通明.热管换热器的设计原则与应用[J].化工设备设计,1997,34(3):46~49.

[23]Hayashi Y, Aoki A, Adachi S, et al.Study of frost properties correlating with frost formation types [J].Journalof Heat Transfer ,1977 ,99(2):239~245.

[24]Lee H, Shin J, Ha S, et al. Frost formation on aplate with different surface hydrophilicity[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2004,47(22):4881~4893.

[25]庄骏.日本热管技术在能源利用方面的开发应用[J].能源研究与利用，1990，（02）：34~44.

[26]丁品德.日本的热管换热器生产及其在石油化工厂的应用情况[J].炼油设备设计，1984,(03):62~63.

[27]罗国雄，袁益超.换热器的研究和发展-欧洲共同体非核能研究和发展规划[J].能源研究与信息，1990，6（2）:43~50.

[28]KYPRAIOS I I.Object recognition within clutteredscenes employing a hybrid optical neurual network filter[J].OpticalEngineering 2004,43(8):1839~1850.

[29]汪波，茅靳丰.国内换热器的研究现状与展望[J].制冷与空调，2010,24(5):61~65.

[30]赵晓文，苏俊林.板式换热器的研究现状及进展[J].冶金能源，2011，（1）：52~55.