銅鋁復(fù)合翅片管的性質(zhì)

銅鋁復(fù)合翅片管是銅、鋁復(fù)合管經(jīng)復(fù)合后再軋制出翅片，具有結(jié)合緊密，熱阻小，傳熱性能好、強度高、流動損失小、防腐蝕性能強，在長期冷熱工情況下不易變形、工作壽命長等特點。銅管鋁翅片，將它用在對流散熱器上的話，即得到了銅管鋁翅片對流散熱器，其是屬于散熱器這一大類的，其的主要優(yōu)點，是為：(1)該對流散熱器與銅管對流散熱器相比的話，那么在銅材料的消耗上，是可以有效減少的。 整體軋制翅片光滑刺，無皺折，易于清洗，在采暖空調(diào)工程中進(jìn)行濕式冷卻時易排除翅片外表面凝結(jié)水，在哄燥加熱及其它熱交換場合不易結(jié)塵、結(jié)垢。

翅片管是一種g效傳熱元件。它的傳熱面積為光管的幾倍至幾十倍，能強化傳熱，降低流動阻力，減少金屬消耗量，從而提高了換熱設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性和運行可靠性。

高頻焊接翅片管是一種新型g效換熱元件。雖然說有了翅片管，人們對取暖因素就不必太過擔(dān)憂，但是還是需要對某些因素掌握好，才能更好的使用。它是針對串片型和繞制型翅片做成的散熱器的缺點，而改進(jìn)采用高頻焊接翅片管的一種g效散熱元件，翅片管的本身是將帶鋼纏繞于翅片管上，同時采用高頻焊接工藝，把片焊牢在管上，保證了管與翅片的結(jié)合強度，具有換熱，散熱面積大，使用壽命長，適應(yīng)溫度范圍廣，承受壓力高等特點。

定期查抄各翅片管洗濯是百煉否美滿，是否有沉積物、結(jié)焦、水銹層等結(jié)垢附著，并即時舉行洗濯。在這同時還必須查抄各翅片管與橡膠墊圈的粘合是否精密，橡膠墊圈自己是否齊備，以免橡膠墊圈脫膠與破壞而引起的漏泄。當(dāng)翅片管翅片的傳熱面積增加一倍時，其換熱系數(shù)并不能增加一倍，而是要打一個折扣，一般為(0.9---0.7)，而且翅片越高，此折扣值越大，甚至降到(0.5)以下。銅管鋁翅片，其在應(yīng)用上，是以銅管鋁翅片散熱器居多，因為其應(yīng)用廣泛。這說明，翅片越高，翅片效率就越低，增加翅片的經(jīng)濟(jì)性就下降了。

板式熱互換器壓緊螺帽與上下導(dǎo)桿，應(yīng)常常武動乾坤加潤滑油脂舉行潤滑。各儀表調(diào)治應(yīng)有專人賣力，并嚴(yán)酷實行操縱規(guī)程舉行操縱與維護(hù)。每次將翅片管重新壓緊時，須細(xì)致上一次壓緊時的刻度位置，切勿使橡膠墊圈壓過分，以致低落墊圈利用壽命。銅管鋁翅片管的制造工藝，其具體來講的話，是先將銅管和鋁翅片進(jìn)行松套配合，然后是進(jìn)行機械或液壓漲管。調(diào)換翅片管橡膠墊圈時，須將該段全部更新，以免各片間隙不均，影響傳熱結(jié)果。

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?銅鋁復(fù)合散熱器與鋼制散熱器比有哪些優(yōu)點？

銅鋁復(fù)合散熱器以銅管作通水部件，耐蝕能力強，使用壽命能達(dá)到20年以上。按國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理規(guī)范要求》，碳鋼管壁的年腐蝕率應(yīng)小于0.125mm/a；而銅、銅合金管壁的年腐蝕率應(yīng)小于0.005mm/a。亦即銅管的耐蝕能力約為碳鋼管的25倍。銅管鋁翅片管中，對于不同規(guī)格尺寸，是否其銅管間距和排距是不一樣的。即是用壁厚為0.5mm的銅管也相當(dāng)于壁厚12.5mm碳鋼管的耐蝕年限。

   （2）、焊接工藝簡單,焊接點少,焊縫不用打磨；

   （3）、單柱散熱量高，性價比和鋼制散熱器差別不大；

   （4）、金屬熱強度高；

   金屬熱強度是指單位重量的金屬在溫差為1℃時的標(biāo)準(zhǔn)散熱量。

   散熱器的金屬熱強度越高，說明其散熱器性能越好。銅鋁復(fù)合散熱器的金屬熱強度能達(dá)到2.2-2.6W/（kg·℃），是鋼制散熱器的2-3倍。

散熱器類型

鋼制柱型散熱器

銅鋁復(fù)合散熱器

金屬熱強度q

0.6-1.3W/（kg·℃）

2.2-2.6 W/（kg·℃）

   附：鋼制散熱器與銅鋁復(fù)合散熱器金屬熱強度比較表：

   （5）、對水質(zhì)要求低，使用環(huán)境范圍廣。

   鋼制柱型散熱器與銅鋁復(fù)合散熱器使用環(huán)境比較表：

   熱媒為熱水，工作壓力不大于1.0MPa，熱媒溫度不大于95℃

產(chǎn)品

類型

型材

厚度

熱媒的

PH值

溶解氧

含量

CLˉ

SO42-

腐蝕

方式

鋼制

散熱器

壁厚≥1.5mm

10～12

≤0.1mg/ l

≤300mg/l

∕

氧腐蝕

宜滿水保養(yǎng)

銅鋁

復(fù)合

立管壁厚≥0.6mm，聯(lián)箱管壁厚≥0.8mm

7～12

≤100mg/l

電化學(xué)腐蝕

忌不同金屬混裝

   鋼制散熱器使用環(huán)境要求：

   以熱水為熱媒，工作壓力不大于1.0MPa，熱媒溫度不高于95℃，熱媒的PH值應(yīng)在10～12，氯離子含量不應(yīng)大于300mg/l，溶解氧不應(yīng)大于0.1mg/l。其他水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB1576、HG/T3729工業(yè)鍋爐水質(zhì)的要求。

   銅鋁散熱器使用環(huán)境要求：

   以熱水為熱媒，工作壓力不大于1.0MPa，熱媒溫度不高于95℃，熱媒的PH值在7～12，氯離子、硫酸根離子含量分別不大于100mg/l。其他指標(biāo)應(yīng)根據(jù)采暖系統(tǒng)供水情況，分別符合GB1576、HG/T3729標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于供暖系統(tǒng)水質(zhì)的規(guī)定。

   （6）、使用壽命長。

   實踐證明：銅鋁復(fù)合散熱器，可以在PH=7～12、不除氧的水質(zhì)中使用：在高硬度水質(zhì)中使用具有15年以上的使用壽命；在PH≤10的中、低堿度水質(zhì)中使用，可有30年以上的使用壽命；在除氧水質(zhì)中使用，壽命更長。

   而鋼制散熱器只能在PH=10～12，溶解氧含量不大于0.1mg/l的環(huán)境中使用，主管壁厚1.5mm，使用壽命5年；有時候空氣不能一次性排凈，如果暖氣不熱，要注意隨時排空家里暖氣設(shè)備里的空氣。主管壁厚2.0mm，使用壽命7年；主管壁厚2.5mm，使用壽命10年。且其他水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB1576、HG/T3729工業(yè)鍋爐水質(zhì)的要求，若供暖水質(zhì)達(dá)不到以上要求，壽命更短。

?判斷翅片管換熱器優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)

在實際應(yīng)用過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)：由于一些使用條件的限制，我們很難找出哪個翅片管換熱器的分路情況是完全滿足以上設(shè)計原則和思路的，所以就很難給出一個判斷翅片管式換熱器分路優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。圖６是我部門兩排管及三排管換熱器所采用的一些比較常用的分路方法（智能多聯(lián)機由于考慮到多臺壓縮機共用冷凝器的情況，還有比較復(fù)雜的分路方法，由于情況比較特殊，在此暫不予討論）。兩排換熱管的分路方案１、２、３在我部門均有使用，其中數(shù)碼多聯(lián)及智能多聯(lián)較多采用方案３的分路方法，其它機型則較多采用方案１、２兩種分路方案；三排管的分路大家都較普遍地采用了方案４的思路，但有國外樣機采用的是方案５的分路方法，但實際情況表明其效果不如方案４。因此在用切削擠壓成形方法加工翅片管時，可以通過調(diào)整工藝參數(shù)獲得較大的翅高和合適的翅厚，從而獲得翅片管最j的傳熱效果。

具體采用哪種分路方案能夠更好地提高換熱效果是我們下一步實驗過程中需要重點考慮的問題。以我們目前的技術(shù)水平來說，無法具體地從量化的角度去判斷一種分路方案的優(yōu)劣，只能定性對其分路效果加以判別，那就是通過翅片管換熱器出口的溫度均勻性來判定翅片管換熱器的換熱效果。但是否意味著只要換熱器出口的溫度是相對均勻的（例如出口g溫度與d溫度之差在１℃以內(nèi)），就可以說這個翅片管換熱器的分路效果是好的呢？本人的意見是這個看法是片面的！以蒸發(fā)器為例：單從提高換熱效果來講，應(yīng)該保證整個蒸發(fā)器內(nèi)都充滿兩相液體才會取得z好的換熱效果（因為制冷劑的潛熱交換能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于顯熱交換能力），但是如果蒸發(fā)器出口狀態(tài)仍為兩相介質(zhì)的話，就不可避免地會造成壓縮機液擊的可能性。目前有一種思路是通過加大汽液分離器的容積來控制回液，從而使蒸發(fā)器內(nèi)盡可能多地存在兩相狀態(tài)，但汽分的增大不但增加了成本，也不可能從根本上防止液壓縮的發(fā)生，所以目前比較常用的方法就是增加蒸發(fā)器出口的過熱度，這樣在蒸發(fā)器后部一段管路中基本上已經(jīng)是氣態(tài)制冷劑，其顯熱換熱效果已經(jīng)很差了，也就是以犧牲系統(tǒng)部分性能的方法來保障系統(tǒng)的安全性。此外，銅管鋁翅片，其是可以用在散熱器上的，而且一般的，是為溫控型強制對流低溫散熱器。

經(jīng)驗表明蒸發(fā)器出口保證有３￣５℃的過熱度已經(jīng)基本可以避免壓縮機液壓縮的發(fā)生。對冷凝器也是一樣的道理，是為了保證有一定的過冷度，這樣做一方面可以增加單位制冷量，另一方面更為重要的是可以保證進(jìn)入節(jié)流裝置的制冷劑是過冷液體，證節(jié)流裝置的正常運行調(diào)節(jié)，也使整個制冷系統(tǒng)穩(wěn)定地工作。在通常情況下,外界客觀條件受到限制,提高傳熱溫差幾乎在現(xiàn)實設(shè)備運行中不予采納。

所以我個人認(rèn)為判別翅片管換熱器換熱效果的好壞的定性標(biāo)準(zhǔn)是：各分路是否在滿足了過熱（冷）度的基礎(chǔ)上達(dá)到了出口溫度的相對均勻性！例如在蒸發(fā)溫度為７℃的情況下，如果蒸發(fā)器各分路出口溫度較均勻地分布在６℃或是１５℃左右，我們?nèi)匀徊荒苷f這個蒸發(fā)器的分路是良好的，因為前者基本上沒有過熱度而后者過熱度太大，都不能說這個蒸發(fā)器是設(shè)計良好的（當(dāng)然這其中也有蒸發(fā)面積是否過小或過大的問題，并不只是因為分路所引起的）。當(dāng)然，我們在判斷翅片管換熱器出口溫度的均勻性也需要根據(jù)換熱器的進(jìn)口溫度來加以衡量，因為如果翅片管換熱器進(jìn)口溫度本身就不均勻的話，說明翅片管換熱器的分液本身就是不均勻的，這時如何去判別翅片管換熱器的換熱效果也需要加以考慮（這種情況適用于分液毛細(xì)管不等長的情況，即通過分液毛細(xì)管的長度去調(diào)配各分路的制冷劑流量）。這種加工方法導(dǎo)致鋼帶表面皺褶嚴(yán)重，加大風(fēng)阻，降低冷卻效果，一般情況下，散熱翅片高度不超過8mm。

?翅片管換熱器的技術(shù)進(jìn)展

換熱器是工業(yè)傳熱過程中必不可少的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于一切業(yè)領(lǐng)域中，尤其是化、冶金、動力、交通、航空、航天等部門。近年來，由于新技術(shù)發(fā)展和能源開發(fā)，改進(jìn)換熱器性能越來越受工業(yè)界重視。新技術(shù)、新工藝在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中發(fā)揮著越米越重要的作用。對于空氣加熱，主要是在廠房采暖、集中送風(fēng)加熱，以及食品行業(yè)中。不斷提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，追求節(jié)能，z大限度地獲取經(jīng)濟(jì)效益，己成為企業(yè)組織生產(chǎn)所遵循的基本原則。多年 來 ， 各工業(yè)部門廣泛地應(yīng)用列管式換熱器，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是上述兒個行業(yè)的迅速發(fā)展，要求換熱設(shè)各緊湊、輕巧、并小型化，而一般的列管式換熱器則不能滿足上述要求，這就促使人們?nèi)パ芯繐Q熱器。

其中翅片管換熱器是人們研究得多的一種換熱器之一。

翅片管是組成各種熱交換器的核心元件，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到熱交換器的工作性能。  

2、翅片管的研制開發(fā)  

2.1、材料    

各種的換熱器材料，應(yīng)根據(jù)換熱器的用途和操作條件等不同而選擇。目前常用的材料有: 純鋁、鋁合金、銅、黃銅、鎳、欽、不銹鋼、因康鎳合金等。其中以鋁和鋁合金用的多。

對于翅片管換熱器母材的基本要求是:有較好的釬焊性和成型性，較高的機械強度，良好的耐腐蝕性和導(dǎo)熱性。由于管子不是圓的，翅片與管壁之間難免有間隙，因此會形成間隙熱阻，不利于翅片管的傳熱效果，因此串片工藝最基本的要求是要做到密接。鋁及鋁合金不僅滿足了這些要求，而且具有延性和抗拉強度隨溫度的降低而提高的特性，所以在世界各國的緊湊式換熱器中，特別是在低溫的緊湊式換熱器中，己經(jīng)獲得了為廣泛的應(yīng)用:

1),鋁的密度小，通過合金化和熱處理可以達(dá)到結(jié)構(gòu)鋼的強度。鋁制換熱器運用于各類的交通工具中，特別小型的轎車，必將減輕其本身重量，降低燃料的消耗。  

2)，鋁的抗腐蝕性好。鋁制品在惡劣條件下生成的氧化物無毒性。用鋁做成的換熱器，不用過于擔(dān)心時間長久之后被空氣或管內(nèi)液休等氧化而失效。

3)鋁 具 有良好的導(dǎo)熱性能，特別適用于散熱片、換熱用的蒸發(fā)器和冷凝器等。  

4)鋁 的 屈服強度高，耐沖壓，加工成型的過程比較方便。  

2.2,型式    

翅片管 一 般有內(nèi)翅片管和外翅片管兩種，其中以外翅片管應(yīng)用為普遍.外翅片管一般是用機械加工的方法在光管外表面形成一定高度、一定片距、一定厚度的翅片。  

2.2.1,螺旋翅片  

螺旋翅片就是把鋼帶平面垂直于管子軸線，以螺旋線的形式纏繞在管子外表面上。在形成螺旋翅片時，翅片中性線以內(nèi)的凹面板緣受到壓縮，中性線以外的凸面板緣則受拉伸。當(dāng) m面內(nèi)的拉應(yīng)力達(dá)到材料的強度極限時，對厚度較小的鋼帶會失去穩(wěn)定，形成皺褶。螺旋翅冷采用的鋼帶都不厚(通常為6 =o.s-2.smm)，失穩(wěn)現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。至于，銅管鋁翅片管的使用細(xì)節(jié)，主要是有兩個，一是產(chǎn)品表面的光潔度，以及其耐磨性。可以說翅片根部起皺是螺旋翅片管的通病。翅片根部起皺會使根部的翅片平面變得凹凸不平。如果把這種樣子的管子做熱交換器，會有許多不足:凸起部分增加氣流阻力;凹下去的部分集聚污物.，并給清洗帶來麻煩。

22.2,套裝翅片  

套裝翅片工藝是預(yù)先用沖床加工出一批單個的翅片，然后用人工或機械方法，按一定的翅片間距，靠過盈將翅片套裝在管子外表面上。它是早的一種加工翅片管的方法。由于套裝工藝簡單，技術(shù)要求不高，所用設(shè)備價格低廉，又易于維修，所以，至今仍有不少工廠在采用。此工藝是一種勞動密集型工藝方案，適合于一般小廠或鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的資金和技術(shù)條件。我 們知道，翅片管對質(zhì)量的要求主要有三點:一是翅片間距:二是翅片高度;三是翅片和光管外表面結(jié)合的牢固程度，不完全連接的縫越少越好，即熱阻要小。2：采用鋼制翅片管散熱器時，應(yīng)采用閉式系統(tǒng)，并滿足產(chǎn)品對水質(zhì)的要求3：放散粉塵或防塵要求較高的工業(yè)建筑，應(yīng)采用易于清掃的翅片管散熱器。一般來說，螺旋翅片和套裝翅片對前兩點都比較容易保證，但第三點卻常常出現(xiàn)問題。這些管子的致命缺點也正是這一點。管子和翅片之間接觸不好，熱阻大，影響傳熱。

123、滾軋式翅片管  

近年來，滾軋式翅片管是翅片管換熱器常用的一種翅片管。迅速發(fā)展的滾軋式翅片管是一種節(jié)能傳熱翅片管(簡稱高翅管)，冷擠壓翅片管是用厚壁管連續(xù)通過多組擠壓輥，經(jīng)擠壓軋制，在變成薄壁管的過程中，多余金屬材料在管子外表面形成翅片的。所軋制翅片的高度一般為)-13mm;片距一般為2-3.5mm, 片厚一般為。.2-0.5mm。同時這種冷擠壓加工方法還可滾軋復(fù)合管翅片管。一般常用的復(fù)合管材翅片其基管(即內(nèi)套管)采用的是碳鋼、不銹鋼、欽材、銅材等。外管，即擠壓翅片的外套管常用鋁管和銅管。滾軋翅片管由于翅片和管壁為一整體，故不存在接觸熱阻和出現(xiàn)電腐蝕現(xiàn)象，因而能提高和保持穩(wěn)定的傳熱性能和延長翅片管的使用年限。而碳鋼，其外表比較粗糙，而且在耐腐蝕性能上，也是不如不銹鋼的，因為，其在空氣中容易被氧化腐蝕。高翅 片 軋 管機軋制的翅片管，其翅片與基管結(jié)合緊密，不需再進(jìn)行釬焊，翅片間距、翅片高度、翅片厚度等可通過調(diào)節(jié)軋管機工作狀態(tài)予以控制，軋出的翅片表面光潔、紋管清晰、節(jié)距j確，由其組裝而成的熱交換器，經(jīng)多家電力生產(chǎn)企業(yè)使用，具有較好的綜合經(jīng)濟(jì)性能?？偟膩碚f，軋制翅片管的結(jié)構(gòu)比較緊湊，流阻小，導(dǎo)熱熱阻小，傳熱，產(chǎn)品體積小，綜合性能較高。但卻需要專門的軋管機，而且翅片管與端板的連接處易滲漏。軋制翅片管中的復(fù)合管結(jié)構(gòu)，即將軋制翅片管套在鋼管外面，這種結(jié)構(gòu)具有鋼翅片管和鋁翅片管的雙重優(yōu)點，目前國內(nèi)己經(jīng)研制成功，但卻工藝復(fù)雜。因此，還待研究更先進(jìn)的技術(shù)。因此翅片管換熱器具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用空間。

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