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管壳式换热器是工业生产中广泛使用的一种换能设备,如何有效地改善其传热性能一直为人们所关心,强化传热则是改善其传热性能的重要手段。管壳式换热器的强化传热主要分为管程强化传热和壳程强化传热两个主要方面,而壳程强化传热一直是研究的重点。壳程支撑结构在作为管束支撑的同时又起到扰动壳程流体、强化壳程传热的作用,因此合理的壳程支撑结构不仅影响换热器的机械性能,对其传热和流动阻力性能的提高也起着很重要的作用。合理的壳程支撑结构应该满足以下几个要求:对管束起到良好的支撑;有效的对壳程流体形成扰动以满足换热器的传热和流动阻力性能;加工和安装方便。本文回顾了近年来关于管壳式换热器壳程强化传热的研究状况,并提出了一种新型的壳程支撑结构——花隔板。为研究花隔板换热器的传热和流动阻力性能,根据相似原理进行实验研究,得到了花隔板换热器壳程传热和流动阻力准则关系式。在详细研究换热器性能评价方法的基础上,利用几种不同的分别基于热力学第一定律和第二定律的换热器性能评价方法(传热或流阻单一性能评价方法、传热与流阻综合性能评价方法、总熵增率分析法)对花隔板换热器和折流板换热器进行性能评价和比较。比较结果如下:在管、壳程流体流量均相同的情况下,花隔板换热器的总传热系数k为折流板换热器的80%～90%,壳程压差Δp约为折流板换热器的70%,而综合性能k/Δp比折流板换热器提高10%～30%。在壳程Re相同的情况下,花隔板换热器壳程Nu约为折流板换热器的50%,壳程压差Δp约为折流板换热器的30%,而综合性能Nu/Δp比折流板换热器提高60%左右。在管、壳程流体流速相同的情况下,当壳程流体流速uo>0.25m/s时,花隔板换热器的总熵增率Ys比折流板换热器要小的多,即花隔板换热器传递单位热量所消耗的可用能要小于折流板换热器。通过比较结果可见,对换热器性能的评价应综合多方面因素考虑。文章最后总结了本文的工作,对进一步研究提出了建议。