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05Dec
2019

三维内肋管是什么？

发布日期：2019-12-05

三维内肋管是什么？

三维内肋管又称三维内翅管，是一种内壁具有三维粗糙结构的强化传热管道。通过专用机床对各种金属材质的圆管内壁进行刻切加工，在圆管内壁形成排列有序的翅片及凹槽，构成三维内翅管，对强化管内传热的效果极好，其换热系数可达光管的1.5～3.5倍；适用于各种管式换热器，对管内换热热阻较大的情况尤为有利。

其强化传热的机理是，流体流动过程中，由于三维肋管的存在，而引起肋间加速，其加速的方向平行于热边界层，并直接使热边界层减薄，避免二维肋的加速度有较大比例的垂直分量，减少了泵功的消耗，其次，流体绕三维肋的流动，在肋后形成卡门涡街，并把热流体拉到管壁促进换热，而流体翻越二维肋后不能形成涡街，若肋片过高，还可能在内肋形成回流死区而不利于换热。
同时三维内还扩展了管内换热面积约40%，虽然各种高效传热表面都有扩大传热的面积来增强换热，但是随着Re的增加，其换热强化比减小，而三维内肋管，由于肋片作用，增强了流体的近壁扰动，相对于说缓慢了衰减，改变肋片高度，能较大幅度的控制换热。三维内肋管有肋顺排、肋叉排和肋螺旋排3种排列方式。

三维内肋管是一种新型的强化换热管件，其换热性能优于目前国内外所有的内侧强化换热管件。对于空气的管内换热，三维内肋管最高可达相同工况下光管换热的5.8倍，而对高Pr数的流体，其强化换热倍数可达更高值。就管内的凝结换热和沸腾换热而言，其换热倍数也分别是相同工况下光管同类换热的3～5倍和2～5倍。

三维内肋管强化单向流体对流换热的主要机理有：
1.扩大了换热面积
2.每个肋都是扰动源，因而增加流动的紊动度
3.流体在肋间的近壁面加速，减薄了热边界层厚度
4.三维内肋管的当量直径小
5.流体横向冲刷三维肋，流体与肋的换热系数大
6.流体在管内做周期性振动
7.在加工三维肋的同时，管内壁也被糙化了