翅片管傳熱計算

翅片管一定程度上影響了余熱鍋爐的性能與成本鍋爐的熱力計算是鍋爐性能設(shè)計的重要內(nèi)容。熱力計算的準確性即受熱面的數(shù)量是保證余熱鍋爐出力、參數(shù)、熱效率及成本的根本。

不同型式的螺旋翅片管：如螺旋翅片、H形或碟形翅片等?進過光亮退火的帶鋼進行精軋后，生產(chǎn)出表面光潔、厚度均勻j確，板形良好的光亮帶鋼。雖然已在常規(guī)電站鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐和冶金、化工、建材等行業(yè)的余熱鍋爐中也有著廣闊的應(yīng)用。但是，在其設(shè)計過程中?主要采用國外引進或前蘇聯(lián)的標準計算方法，并借助設(shè)計人員的長期設(shè)計經(jīng)驗或?qū)τ谝欢ńY(jié)構(gòu)的翅片管束的?；囼灲Y(jié)果。目前，國內(nèi)尚無成熟、規(guī)范的各種翅片管束標準計算方法。

對于聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐螺旋翅片管的傳熱計算也是如此。 在國外引進或前蘇聯(lián)的標準計算方法中，雖有關(guān)于螺旋翅片管束的傳熱及阻力計算方法，但具體應(yīng)用上有局限性。一方面是結(jié)構(gòu)參數(shù)上，如管束間距、翅片規(guī)格等。(4)先打開冷介質(zhì)放空閥，再打開冷介質(zhì)進入閥，等到翅片管內(nèi)空氣排盡后關(guān)閉放空閥。另一方面是未能充分反映燃氣輪機排氣的污染特性對傳熱計算的影響。

此外，螺旋翅片管的傳熱特性尚與翅片的焊接方法及焊著率有關(guān)，而國內(nèi)外的翅片管焊接工藝不可避免地存在著一定的差異。上述因素限制了鍋爐制造廠在聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐及其它余熱鍋爐的翅片管受熱面設(shè)計中對于翅片管和受熱面結(jié)構(gòu)與布置的進一步優(yōu)化以及翅片管束的國產(chǎn)化，翅片管一定程度上影響了余熱鍋爐的性能與成本。例3：蒸汽發(fā)生器，管內(nèi)是水的沸騰，管外走煙氣，翅片應(yīng)加在煙氣側(cè)。

此外，當燃氣輪機排氣通過螺旋翅片管向管內(nèi)蒸汽傳熱時，盡管螺旋翅片管強化了受熱面的傳熱能力，但也使管外翅片工作在惡劣的高溫環(huán)境中，使得管外螺旋翅片的溫度往往較高，可能超過材料所允許的耐溫極限，造成翅片被燒壞。對余熱鍋爐而言，其高壓過熱器與再熱器受熱面因管w煙氣和管內(nèi)工質(zhì)溫度均較高?如設(shè)計時翅片高度不合理，則螺旋翅片外端的溫度，通常稱為翅端溫度，可能超過翅片材料的允許溫度，從而導致翅片因超溫燒毀，影響余熱鍋爐的運行可靠性。 綜上所述，必須對不同結(jié)構(gòu)的翅片管及翅片管受熱面的傳熱與阻力特性、螺旋翅片的溫度分布等進行研究，為翅片管的結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及翅片管受熱面的優(yōu)化設(shè)計提供設(shè)計計算方法。此外，在換熱管上加裝翅片，來達到增加散熱面積的冷熱交換器，也可稱為翅片管散熱器。

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片管散熱器

換熱系數(shù)是指當流體流過固體壁面時，單位時間，單位面積，單位溫差時的換熱量。應(yīng)注意，單位溫差是指固體壁面和流體之間的溫差。

翅片管的排列有順排和叉排之分，由于順排和叉排時流體的流動狀態(tài)不同，因而其換熱系數(shù)的計算式是不同的。

所有翅片管束管外換熱系數(shù)的計算式都是由實驗得出來的，實驗中要考慮很多因素的影響，因而所得出的結(jié)果又叫實驗關(guān)聯(lián)式。不同研究者進行的實驗可能會得出形式上不同的實驗關(guān)聯(lián)式，但在同一條件下的計算結(jié)果應(yīng)該是相近的。

關(guān)于翅片管換熱系數(shù)和壓力降

1. 和其他換熱器一樣，換熱系數(shù)高說明可節(jié)省傳熱面積，減少設(shè)備的一次投資；而壓力降大，說明設(shè)備的阻力大，運行費用大，增加了二次投資。

2. 在結(jié)構(gòu)參數(shù)一定的情況下，換熱系數(shù)和壓力降都隨著流速的增大而增大。由本講推薦的計算公式可知，翅片管束的換熱系數(shù) h 與質(zhì)量流速的 0。718 次方成正比；而壓力降△P與質(zhì)量流速的 1。684 次方成正比。

3. 當用戶對壓力降有很苛刻的要求時，如要求整個翅片管換熱器的壓力降須控制在 100 Pa 以內(nèi)，這時應(yīng)采取的措施是：1），擴大迎風面積，減小迎面風速；1、氣壓試驗方法封堵被試翅片管散熱器進出接口一端，從另外一端介入氣壓介質(zhì)，將整個翅片管散熱器泡在水中，升壓至試驗壓力，保持壓力，檢測耐壓及泄露情況。 2），擴大管間距，進一步減小窄截面處的質(zhì)量流速。請注意，這時您付出的代價是：換熱系數(shù)減小，換熱面積增大。

4. 當用戶對壓力降沒有明確要求，或要求比較寬松時，作為設(shè)計者，您可以選用較大的質(zhì)量流速，使結(jié)構(gòu)更為緊湊。

5. 在積灰比較嚴重的場合，還需要保證一定的流速，以使流體（煙氣）具有一定的自吹灰能力。

條縫形翅片

條縫形翅片具有g(shù)效的換熱性能，流體通過條縫形翅片時，渦旋首先在下游出現(xiàn)，隨著雷諾數(shù)的增加，渦旋出現(xiàn)點向上游前移。當翅片間距減小時，在較小的雷諾數(shù)下，渦旋就開始出現(xiàn)。這一現(xiàn)象說明，在小的翅片間距下，由于渦旋的產(chǎn)生，換熱系數(shù)被增強。對于連續(xù)型波紋翅片, 開縫有利于消除橫向渦, 并使流體混合得更加充分，從而提高翅片的流動和換熱性能；在開縫翅片的拐角和縫隙處，局部換熱系數(shù)變化劇烈；換熱系數(shù)的極大值出現(xiàn)在拐角上游或者翅片的前緣，而值則出現(xiàn)在拐角下游或者翅片的后緣。在干工況下，盡量采用換熱系數(shù)大的翅片形式，如條縫翅片，但由于條縫翅片的阻力較大，因此，在需要相同換熱量時，盡量選用迎風面積較大的，而不是排數(shù)較大的，以充分利用增強型翅片的優(yōu)點，而不增加它的風機功率。  百葉窗形翅片是一種換熱系數(shù)較大的翅片形式，當翅片換熱器需要在干、濕工況下交替運行時，可在翅片表面添加親水性鍍膜，它對換熱性能影響，但可極大地降低濕工況下空氣流動阻力，對百葉翅片的效果更佳。在此情況下，可盡量采用百葉窗形翅片。具體來講的話，是要求先同冷媒，再通熱媒，從而，來避免換熱器受損，或者是發(fā)生危險等。

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