管壳式换热器强化传热方式主要有二种:一是主动式强化传热,这是以消耗外部能量为代价的,如采用电场、磁场、光照射、搅拌、喷射冲击、流体振动、机械表面振动等手段,目前国外已将主动式强化传热的研究工作列为重点;二是被动式强化传热。由传热速率方程Ｑ=ＫＡΔｔｍ可知,强化传热可以从提高传热系数Ｋ、扩大传热面积Ａ和增大传热温差Δｔｍ三种途径来实现。但是增大传热面积Ａ与提高平均温差Δｔｍ明显地受到生产工艺、设备条件、环境条件以及经济性等方面的限制。因此,提高传热系数Ｋ(主要提高较小的对流传热系数α1)及提高传热速率Ｑ(减少污垢热阻),是研究强化传热的重点,以改善管程、壳程流体自身流动状态来实现强化传热居多。
    首先在换热设备两个传热界面之一的管程,其强化传热实验比较容易实现,因而,对其理论研究和应用研究也进行得较为彻底和完善,采用了螺纹管、异形管、内插物等强化传热新技术,使管程传热有了较大的突破。但从间壁传热原理上讲,控制一台换热设备热效率的是传热能力相对较差一侧的传热能力,而这一侧往往是壳程。对于强化壳程传热的研究较管程进展缓慢得多,主要是研究费用较大,且难于实现所致,但也做了大量的工作。
    1　壳程强化传热研究发展状况
    对于壳程的强化传热来说,由于其影响因素比较多,所以有关的研究开展还不是很多。目前主要在管型和支撑结构上有一些进展。
    对管型的研究与强化管程传热比较类似,是以改变管子的形状结构,使管外的传热得到强化;但是这类管同时还要考虑支撑的影响,所以这种管子和强化管内传热的管既有联系又有区别。
    低肋管[1,2](又称螺纹管)主要是靠管外肋化来扩大传热面积,一般适用于强化管外的传热;在管外有相变的情况下,也有较好的强化传热效果。
    螺旋扁管[3,4]是由圆管轧制的具有一定导程的强化传热管,管子在壳体内紧密排列,壳程流体受离心力的作用周期性改变流速和流动方向,从而强化了传热。　  传统管壳式换热器管束的支撑结构一般都是单弓形(或多弓形)折流板和支持板,这样就会导致壳程的压力降大,出现死区,还有可能使管子产生流体诱导振动。针对这些问题,一些新型的折流板就出现了。
    整圆形折流板[4,5]就是其中的一种。这种折流板不是开弓形缺口,而是在板上钻大圆孔,既让管子能够穿过,又留出空隙使壳程流体通过。这种结构死区少,压降低,且在圆环形的间隙中会出现射流,提高湍流度。但这种结构必须增大管间距或留下一些不布管区,于是就增加了壳体直径。有的整圆形折流板还在大孔中间加一些小孔,这样有效地改进整圆形折流板,但这种结构的折流板在管孔与管子之间容易结垢,并导致腐蚀。
    异形孔整圆形折流板[5]是在整圆形折流板上开出矩形、梅花形等各种形状的开口。这两种结构既能支撑管子,又能使介质顺利流过折流板。它们均具有压力降小、传热性能好、防止管束振动等优点,但加工制造比较困难。