1. 研究背景

换热器在日常生活中随处可见，其不仅仅是一种换热设备，更是一种实现物料之间热量传递的高效节能设备。换热器可广泛应用于石油、化工、冶金、电力等各个工业领域中。其中，换热器在化工、炼油设备中可占到总设备的40%左右，占总投资的30% -45% 。

目前,随着能源的日益趋紧,以能源为中心的经济、环境、社会等问题日益突出,能够节约能耗和合理有效的利用与配置能源显得更为重要。同时，换热器在经济与工业领域中对产品的质量、能量的利用以及系统的经济性和可靠性起着至关重要的作用，所以其传热性能的优劣对节约能耗有着非常重要的意义。20世纪60年新发展起来的一种新型技术可以强化传热，可用来提高换热器综合效率、降低其寿命周期费用。为了达到节约能源、降低能耗，提高工业生产中的经济效益，针对强化各种传热过程的研究势在必行。

强化传热技术可使换热器内部实现高效、紧凑的换热。也因此，研究可用来强化传热过程的基本元件一直备受学者们的关注。换热器内的强化传热过程主要就是通过提高传热系数K、扩大换热面积A或增大平均传热温差可以达到强化换热器内部的换热过程的目的。强化换热设备的传热过程主要是为了达到以下4个目的:

(1)缩小初始设计的传热面积,从而缩小换热器的质量和体积；

(2)提高现有换热器的换热能力；

(3)使换热器能在较小温差下正常工作；

(4)减小换热器内部的阻力，从而减少换热器内部的动力消耗。

当然，不同的工业需要的强化传热技术也各不相同，如缩小初次设计的传热面积以缩小换热器的质量和体积，或提高现有换热器的换热性能，或扩大换热温差。因为上述几个目的之间相互制约，所以这些目的不可能达到同时满足。因此，必须综合考虑到生产时的具体任务、换热设备的质量、体积、投资及操作费用等，然后再选择合适的强化技术。目前，对传统换热器强化传热的研究与发展主要集中在三大方面：一是研发新式换热器，如振动盘管式板、翅式、板式、螺旋板式等，这些换热器的换热效率比传统换热器有巨大的提高；二是对套管换热器采用一系列的强化措施。具体来说，就是用各种异型管替换已有的直管，现较为常用的异型管有内翅管、螺纹管、波纹管、横槽纹管及管内插入强化物质；三是用能系统的优化与换热设备的强化组合，就是逐级利用能量，使能量的使用处于最合理的配置，降低能耗，从而实现全系统的节能。

2. 强化传热技术