通过主动强化方法提高套管式换热器的热力性能：系统性综述

本综述探讨了套管式换热器主动传热强化技术的最新进展。套管式换热器因其结构简单、维护方便和运行灵活等特点，广泛应用于工业和能源系统。典型的套管式换热器由套在一起的内外两根管道组成，可实现两种流体之间的高效热交换。尽管用于提高套管式换热器热力性能的被动方法强化效果有限，但机械振动、管体旋转、流体注入、电磁场和声学激励等主动技术通过扰动热边界层并诱导增强的湍流，展现出更高的有效性，从而显著提高了传热速率。本综述将主动技术分为机械、电磁、声学和热学四类，深入阐述了其作用机理、工质、流动形态以及与被动元件的组合应用。基于综合传热强化因子对实验和数值研究进行了比较，结果表明电磁技术（特别是磁性扰流元件）获得了最高的综合传热强化因子数值（大于4），在层流条件下尤为显著。机械振动和管体旋转也表现出显著的强化效果，在与纳米流体或扭带结合使用时展现出良好的应用前景。尽管存在压降增加和能量输入的权衡，主动方法在套管式换热器的靶向传热强化中仍显示出巨大潜力，特别是在受控流动条件下。这些研究结果可作为先进热力系统中选择最佳强化策略的参考基准。