同轴套管的优势初探.doc

同轴套管的优势初探
白俊文石景祯赵凯凯
（杭州沈氏换热器有限公司）
摘要：作为近年来发展的高效换热技术之一同轴换热器，其核心部件为内管即：螺旋槽纹管。国内外对该高效换热管型，虽有一定的技术研究，但研究的深度与广度，还远远达不到实际应用的需求。笔者所在单位，作为最先使用该先进技术的公司之一，对该管型做了大量的试验，已有一定的经验总结。在此根据试验数据把对该换热管的粗浅研究资料，介绍给业内同仁，算是抛砖引玉，希冀与有识之士共同提高。
关键词：高效换热器；同轴换热器；螺旋槽纹管；强化传热。
Researchesontheadvantagesofcoaxialtube
BaijunwenShijinzhenZhaokaikai
ABSTRACTAsoneofthedevelopmentofefficientheatexchangingtechnologyinrecentyears-coaxialheatexchangers,haveitscorecomponents,calledspirallycorrugatedtube.althoughtherearecertaintechniquesaboutthishighefficiencyheattransferpipe-type,butthedepthandbreadthofthestudy,isfarlessthantheactualapplicationneeds.Theauthororganization,asoneofthefirsttousetheadvancedtechnologycompanies,hasdonelotsoftestwithit,gotacertaindegreeofexperience.Accordingtothetestdataoftubesonthesuperficialresearch,theadvantagesoftubes,areintroducedtocolleaguesintheindustryhere.Itisonlyacatalyst,hopeandinsighttoimprove.
Keywordshighperformanceheatexchangers;coaxialheatexchangers;
spirallycorrugatedtube;enhancedheattransfer

随着科学技术的提高，人们对生活品质的追求目标日益高涨；而工业革命所带来对环境的负面影响，也越来越显现在现代人面前。一边是生活的舒适与便捷，另一边是日渐恶劣的居住环境，于是“节能环保”日渐成为时代的最强音。作为工业基础产品之一的换热器，当然也不例外，虽然提高性能的脚步，在业内从来没有停止过，但传热强化在今天就尤为迫切与急需。尤其是上世纪90年代以后，各种措施与手段更是突飞猛进，层出不穷。如主动强化技术中的机械方法、表面振动、流体振动、外加电磁场、引射与虹吸；被动强化技术中的扩展表面、表面涂层处理、表面粗糙处理、插入式流体置换元件、旋转流场技术、表面张力与添加物等技术与措施。这些技术手段，有许多已经使用在现今的产品上，实例不胜枚举，仔细体会一下我国制冷/空调产品的变化，就可窥全貌。
同轴套管就是这些强化传热技术中，性能高效而又商业化成功的典范。其核心部件是其内管即：螺旋槽纹管，该管型是在原有螺旋槽管的基础上，与常规的螺旋波纹管（伸缩软管）交叉研究后的产物。比前者换热效率更高，又兼有后者能在一定范围内伸缩的优势。不仅耐受振动、压力波动、冷热交替冲击等机械外力，而且具有自洁净功能，在一定条件下可以自动除去附着在其表面的尘垢。更重要的是她的出现，由于其结构特征保证了水侧没有死区，使热泵热水器终于有了最适合而又可靠性与寿命双高的冷凝器！
结构、几何特征及其面积
1.1总体机构
同轴套管，按其结构形式可以分为如下几种（其中方形包含矩形）：

根据所服务的功能，单个产品可以并联使用满足大容量需求，也可以串联使用满足大温差需求，或混合使用满足特殊的需求。
1.2内部结构
内部结构常见的为一根螺旋槽纹管外套一根光管，并保证2管的中心线同心（结构简图见右）。有的为2根槽纹管外套一根光管；多根套多根的比较少见。内外管根据满足各种不同的功能需要，可以分别选择不同的金属材料或可加工的非金属材料制成，使得其应用范围十分宽广。
1.3参数及其面积
螺旋槽纹管属多种传热强化技术综合运用的结晶，且实现了换热介质2侧的同时换热强化。但由于其复杂的换热机理，加上2侧扩展面积与纯换热强化的相互交叉作用，至今没有比较准确的准则方程式出现。即使是换热面积的计算，由于其组成螺旋槽的型线多变，也没有通用的公式！参考文献（1）介绍了一种简单螺旋槽型线的外表面积计算方法，见下：
图中主要结构参数为：内径