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成果名称：基于场协同理论的传热强化新技术及其应用
申请单位：清华大学，山东大学
鉴定编号：鉴字[教NP2003 ] 002号
鉴定日期：2003年8月9日
学 科：仪器仪表
成果简介：
本成果的技术原理为“场协同理论”。在提高对流换热系数的层面，该理论表述为“速度场与热流场协同程度越好,则对流换热系数越高”。在提高换热器性能的层面，表述为“换热器的冷、热流体温度场间的协同程度越好，效能越高”。本项目成果在场协同理论指导下研发出的新技术、新发明，也有二个层面。
1．提高对流换热系数的层面，基于场协同理论所发展的强化技术有：
一次表面多纵向涡技术 相应的发明有：“交叉椭形截面换热管”、“圆－椭圆截面交叉缩放强化换热管”、“菱形强化换热管”、“不连续双斜内肋强化换热管”、“管段和/或管段截面呈异型/形的强化换热管”。
温度剖面均匀化技术 相应的发明有：“须毛状传热强化元件”、“双螺旋弹簧传热强化管”。
流体诱导换热管受控振动技术 实现此技术的主要元件是“组合弹性盘管”。
2．提高换热器效率层面，基于场协同理论发展的换热器强化技术有：
流路优化组合技术 相应的发明有：“一种提高叉流式换热设备效能的方法”。
传热面积优化分配技术 相应的发明有：“温差场均匀的斜顶式、立式、湿立式空冷器”。
复合流程技术 相应的发明有“一种高效汽水热交换器”。
本成果研制的强化换热管，当Re＝500～2000时，单位功耗的换热量是最好的现有强化管的2.3～3.8倍，当Re=4000～50000时，是现有强化管的1.1～1.7倍；研制的换热器与同类换热器相比，传热面积相同时，换热量可增加20-50%，或热负荷相同时，传热面积减少20-50%。
与国内外现有相关技术相比，本成果的创新在于：
1．通过改善场协同所发展的传热强化技术，国内外未见过报导；
2．一次传热表面形成多纵向涡强化技术，属国内外首创；
3．传热强化技术与防垢技术相结合，使节能效果更为明显。
本成果有自主知识产权，已授权专利7项，已受理发明专利7项，其中一项为国际专利。
本成果已应用于工业界，并部分转化为系列产品。在使用和推广中，已取得显著的经济和社会效益。
成果密级：无
成果的鉴定水平：本项目技术上有重大原始创新，有自主知识产权，总体水平和性能指标达到了国际先进水平，其中交叉缩放椭圆管和弹性管束技术为国际领先。
成果推广应用前景：换热器的应用领域十分广泛，本项目技术成果在石油化工、热力发电、建筑供热、能源、化工、冶金、交通、食品、轻工等领域有广阔的市场与发展前景，对我国换热器行业的技术进步有重要作用。
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