（2） 整圆形折流板

整圆形折流板即是在折流板上不开缺口，只是整圆形的折流板上开一些大、小圆孔，矩形孔，梅花孔，网状孔，偏心孔等。这些整圆形折流板的特点是能够使流体纵向通过折流板，而且也有绕流作用，从而使得壳程换热率得到提高。此外当流体通过管子与孔壁的间隙时还有射流情况存在，射流时流体流速高，这就使得流体冲刷管子，使得管壁的边界层减薄，使壁面不易结垢，并且强化传热。整圆形折流板主要包括大、小圆孔折流板，异形管孔折流板，网状孔折流板，偏心孔折流板。

图1 各种整园形折流板

          （a）小圆孔；（b）矩形孔；（c）梅花孔；（d）网状孔；（e）偏心孔

2.2.2 杆式支承结构的发展

美国菲利浦石油公司于20世纪70年代，为了改进板式换热器中管子与折流板的切割破坏和流体诱导作用，开发出了壳程流体纵流折流杆式换热器，即在管子中插入圆杆，不仅解决了诱导振动问题，也使传热效率得到了提高。这种壳程流体纵流折流杆式换热器[7]与传统的板式换热器相比，具有传热效率高、流体阻力小、有效消除流体诱导振动的优点，且不易结垢、质量轻、使用寿命强、设备投资及操作费用低等优点[8]。因此世界各国对该类型的换热器进行了深入的研究，出现了一种新的抗振结构的直扁钢条；后来又有一些单位把圆杆变成波形扁钢；由于圆杆在安装上比较困难，又有一些单位提出了把圆杆变为椭圆截面的杆。

2.2.3 空心环支承结构

空心环支承(图2)是由华南理工大学化学工程研究所邓先和等[9,10]首先研究的，它是由直径较小的钢管截成短节，均匀分布在换热管之间的同一截面上，呈线性接触，在紧固装置螺栓力的作用下，使管束对紧密固定。由于流体纵向冲刷管束，因此壳程具有流体阻力小、传热性能好及抗振能力强等特点。研究表明，当支承同样的强化管束(即横纹管束)时，空心环支承结构更能使粗糙管束获得更好的强化效果，在同等壳程条件下给热系数高50％以上，并且壳程压力更小[11]。空心环支承的绕流作用不如折流杆支承，而且管束固定工艺相对较复杂。

2.2.4 管式自支承

管子自支承的共同特点是靠管子自身变形的突出部位相互支承，无需其它支承物。因此，管子排列紧凑，单位体积内的换热面积增大，管子间距小，可提高壳程流速，支承点干扰流体并分割流体边界层，从而增强湍流度，使传热边界层减薄。传热管的截面形状的变化对管内、外流体的传热都具有强化作用[12]。管式自支承结构主要有三种形式：刺孔膜片式，螺旋扁管式和变截面管式。

（a）刺孔膜片管；（b）螺旋扁管；（c）变截面管

图3 自支承管及其自支撑结构

2.3 换热器管程结构强化传热的发展

2.3.1 改变传热面形状

（1） 螺旋槽纹管换热器

螺旋槽纹管作为一种高效而非常优质的异行强化传热管件 ，其主要是光滑管置于车床之上采取轧制而成。一般来说 ，螺旋槽纹管主要有单头和多头的两种。在实际的应用 中，螺旋槽纹管主要 以强化管 内的气体和液体的传热为主要 目的。螺旋槽纹管的强化机理主要是部分流体可以受到螺旋槽纹的引导作用而实现顺着螺旋槽 纹管 的槽进行旋转流动 ，另外一部分流体则顺着螺旋槽纹管 的槽壁基于螺旋槽纹凸起 的作用而产生一种漩 涡，由此就可以将边界层和分层 中的流体扰动而实现热量的传递。据相关研究指出发现多头螺旋横 纹管 的综合性能相较单头螺旋横纹管的综合性能而言是较差的。分析其原 因，有可能是多头螺旋横纹管的热传面积较大 ，从而导致流体传热的时候会散发更多的热量 ，图 4为螺旋槽纹管[13]。