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翅片管事一種帶肋的壁面,在動力、化工等工業(yè)中有廣泛的應用,許多螺旋形換熱面或螺紋管也都可以看做是翅片管。他對擴展換熱面積和促進湍流有顯著作用,無論對單相對流換熱還是相變對流換熱都具有很大的作用。翅片管換熱器的結(jié)構與一般管殼式換熱器基本相同。只是用翅片管代替了光管作為傳熱面,由于傳熱加強、結(jié)垢緊湊,故可以做成緊湊式換熱器,板式換熱器等。翅片管換熱器也經(jīng)常用于加熱或冷卻管外氣體,而在管內(nèi)通以蒸汽或水,例如空冷器、鍋爐省煤器、暖氣片等。
輕巧 原因為緊湊且多為鋁合金制造,現(xiàn)在鋼制,銅制,復合材料等的也已經(jīng)批量生產(chǎn) 。
適應性強 翅片管換熱器可適用于:氣-氣、氣-液、液-液、各種流體之間的換熱以及發(fā)生集態(tài)變化的相變換熱。通過流道的布置和組合能夠適應:逆流、錯流、多股流、多程流等不同的換熱工況。通過單元間串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)的組合可以滿足大型設備的換熱需要。工業(yè)上可以定型、批量生產(chǎn)以降低成本,通過積木式組合擴大互換性。
翅片管的結(jié)構
有縱向和徑向兩類翅片,其他類型都是這兩類的變形,例如大螺旋角翅片管、螺紋管等,前者接近縱向,后者接近橫向。肋片可在管內(nèi)、管外或者內(nèi)外兼有。肋片管按制造方法不同可分為整體翅片、焊接翅片和機械連接翅片。
整體翅片由鑄造、機械加工或軋制而成,肋片與管子一體,無接觸熱阻,強度高,耐熱震和機械震動,因而傳熱、機械和熱膨脹等性能較好,但制造成本提高,對低翅片比較適用;焊接翅片用釬焊或弧焊等工藝制造,現(xiàn)在焊接技術可適不同材料的翅片與母體管連接在一起并將其扭彎成各種形狀。焊接翅片管由于制造簡易、經(jīng)濟且具有較好的傳熱性能和機械性能,已在工業(yè)上廣為應用。
焊接肋片主要問題是焊接工藝質(zhì)量、焊縫中殘渣**傳熱甚至引起斷裂,高頻焊常被采用,**較好;機械連接翅片管通常繞片式、鑲嵌式、熱套或脹接式三種類型。機械連接翅片管的優(yōu)點是經(jīng)濟、肋片和管子材料可任意組合,翅化比可大到30,其缺點是接觸熱阻可能因膨脹不均勻引起松動而加大,故繞片式的工作溫度多不超過200-250℃,鑲嵌式耐熱性能較好,常用于250-350℃的場合,但是制造費高,強度較低。
翅片管的材料范圍很廣,有碳鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金、錫及銅合金、鈦、蒙乃爾合金等,有時還采用雙金屬翅片以節(jié)約貴重金屬,同時又能適應耐腐蝕性等工藝要求。
翅片管換熱器中管束兩端沒有翅片且外徑較大,故與光管一樣可與管板焊接或脹接,必要時也可裝設折流板,裝折流板處應制成沒有翅片的平直段。由于翅片管應用廣、材料和制造多發(fā)多樣,工業(yè)發(fā)達國家都已標準化、系列化,并有專門的研究機構和制造廠。
發(fā)電廠冷凝器,管外是水蒸汽的凝結(jié),管內(nèi)走水。兩側(cè)的換熱系數(shù)都很高,一般情況下,無需采用翅片管。 構造和工作原理
翅片管由基管和翅片組合而成,基管通常為圓管,也有扁平管和橢圓管。
管內(nèi)、外流體通過管壁及翅片進行熱交換,由于翅片擴大了傳熱面積,使換熱得以改善。翅片類型多種多樣,翅片可以各自加在每根單管上,也可以同時與數(shù)根管子相連接
構造 由多支翅片管按一定規(guī)律排列起來而組成的換熱單元叫翅片管束(Finned Tube Bundle). 一個翅片管換熱器可以由一個或多個翅片管束組成。
對翅片管束的了解有助于翅片管換熱器的設計和應用。