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換熱器是化工、能源、空分等過程工業(yè)中熱力系統(tǒng)和制冷設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)備之一。隨著空分所用設(shè)備越來越大,使換熱器朝著專業(yè)化、效率強方向演變對縮減空分設(shè)備所占用的空間和節(jié)約生產(chǎn)成本是極其重要的,因此強化傳熱技術(shù)在換熱器的應(yīng)用很有意義。針對對流換熱系數(shù)相差懸殊的換熱介質(zhì),需要對換熱系數(shù)小的一側(cè)進行強化傳熱,強化傳熱方法有多種。本文以空氣壓縮機級間冷卻器中水冷系統(tǒng)的翅片管換熱器為研究對象,研究了翅片間距、翅片厚度、管間距等因素與傳熱效率及流阻性能的關(guān)系,
翅片管熱交換器
即擴展表面管??梢杂袣んw也可以沒有。顧名思義,翅片管就是在原有的管子表面上(不論外表面還是內(nèi)表面)加工上了很多翅片,使原有的表面得到擴展,而形成一種獨特的傳熱元件。
在動力、化工、制冷等工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。特點:主要應(yīng)用于空氣冷卻器,能減輕工業(yè)缺水以及工業(yè)用水的環(huán)境污染問題。此外,傳熱強化方面研究的進展,使得低肋螺紋管及微細(xì)肋管等在蒸發(fā)、冷凝方面的相變換熱得到廣泛應(yīng)用。
蒸發(fā)器翅片管束 為什么要采用翅片管?在原有表面上加工上翅片能起到什么作用? 下面將討論一個具體的傳熱設(shè)備的實例:
有一臺用熱水加熱空氣的換熱器,熱水在管內(nèi)流動,空氣在管外流動。例如采暖用的熱風(fēng)幕或熱泵的冷凝器這一種傳熱類型,
在了解了翅片管的原理和作用以后,在甚么場合選用翅片管,有下面幾個原則: (1)管子兩側(cè)的換熱系數(shù)如果相差很大,則應(yīng)該在換熱系數(shù)小的一側(cè)加裝翅片。
例1:鍋爐省煤器,管內(nèi)走水,管外流煙氣,煙氣側(cè)應(yīng)采用翅片。 例2:空氣冷卻器,管內(nèi)走液體,管外流空氣,翅片應(yīng)加在空氣側(cè)。
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)。
(2)如管子兩側(cè)的換熱系數(shù)都很小,為了強化傳熱,應(yīng)在兩側(cè)同時加裝翅片,若結(jié)構(gòu)上有困難,則兩側(cè)可都不加翅片。在這種情況下,若只在一邊加翅片,對傳熱量的增加是不會有明顯效果的。
煙氣換熱器價格因采用機械繞片,散熱翅片與散熱管接觸面大而緊,傳熱性能良好、穩(wěn)定,空氣通過阻力小,蒸氣或熱水流經(jīng)鋼管管內(nèi),熱量通過緊繞在鋼管上翅片傳給經(jīng)過翅片間的空氣,達(dá)到加熱和冷卻空氣的作用。
通常情況下,煙氣換熱器價格的間距與片高主要是影響著翅化比,翅化比和管內(nèi)外介質(zhì)的膜傳熱系數(shù)有很大的關(guān)系。如果管內(nèi)外膜傳熱系數(shù)差異較大,應(yīng)選擇翅化比比較大的翅片管,如蒸汽加熱空氣。當(dāng)一側(cè)介質(zhì)存在相變的情況下,傳熱系數(shù)的差異會較大,如冷熱空氣的交換,當(dāng)熱空氣降低到外點以下,可以采用翅片管換熱器。在無相變的空氣與空氣的換熱情況下,或者水與水的熱交換,通常以裸管比較適合。當(dāng)然也可以采用低翅片管,因為此時屬于弱給熱系數(shù),強化其中的任意一側(cè)都是具有一定的效果的。不過,過大的翅化比作用并不明顯,較好的管內(nèi)外接觸面積同時強化,可以采用螺紋管或槽紋管。
高頻焊翅片管,利用高頻發(fā)生器產(chǎn)生的高頻電感應(yīng),使管子表面與翅片接觸處產(chǎn)生高溫,在10μm
左右的深度范圍內(nèi)使兩者溶化,再加壓使翅片與管子連為一體。無焊劑,也無焊料,制造簡單,生產(chǎn)率高,傳熱及機械性能優(yōu)良。這是為理想的一類翅片管,正為廣大用戶認(rèn)識和采用。
煙氣換熱器價格的分類,雖然翅片管換熱器的分類有不同,但翅片管換熱器的工作原理都是差不多的。從傳熱機理上看,翅片管換熱器仍然屬于肩臂式換熱器。其主要特點是,它具有擴展的二次傳熱表面(翅片),所以傳熱過程不僅是在一次傳熱表面(隔板)上進行,而且同時也在二次傳熱表面上進行。高溫側(cè)介質(zhì)的熱量除了有一次表面倒入低溫側(cè)介質(zhì)外,還沿翅片表面高度方向傳遞部分熱量,即沿翅片高度方向,有隔板倒入熱量,再將這些熱量對流傳遞給低溫側(cè)介質(zhì)。由于翅片高度大大超過了翅片厚度,因此,沿翅片高度方向的導(dǎo)熱過程類似于均質(zhì)細(xì)長導(dǎo)桿的導(dǎo)熱。此時,翅片的熱阻就不能被忽略。翅片兩端的溫度等于隔板溫度,隨著翅片和介質(zhì)的對流放熱,溫度不斷降低,直至在翅片中部區(qū)域介質(zhì)溫度。