?雷諾數(shù)在翅片管換熱器設(shè)計中的重要性

在翅片管換熱器的設(shè)計過程中，通常對管內(nèi)介質(zhì)流速的選擇要求偏低，基本都是按經(jīng)驗值估算。在所有的換熱器設(shè)計中，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)層流狀態(tài)，層流狀態(tài)時的傳熱系數(shù)與湍流狀態(tài)時的傳熱系數(shù)差異很大。

  在傳熱學(xué)中，規(guī)定雷諾數(shù)Re＜2000為層流，2000＜Re＜4000為過渡流， Re＞4000為湍流，而在翅片管換熱器的設(shè)計中，我們認為Re＜2300為層流，2300＜Re＜10000為過渡流， Re＞10000為湍流。例；(1)平直翅片國內(nèi)研究人員對各種平直翅片管的傳熱與阻力進行了實驗研究，發(fā)現(xiàn)翅片間距對傳熱的影響依賴于臨界雷諾數(shù)Re。空氣-空氣熱交換，換熱管直徑25mm，管內(nèi)空氣溫度由20℃升高到100℃，求流速多少時才能讓雷諾數(shù)達到10000。

空氣定性溫度；（20 100）/2=60℃，查60℃的空氣特性；

密度1.06kg/m3，粘度2.01X10-5pa?s

解；10000/(0.025*1.06/2.01*100000)=7.6m/s

  同樣，我們也可以計算其它介質(zhì)在翅片管換熱器中的合理流速，把雷諾數(shù)控制在一定的范圍，確保介質(zhì)處于旺盛湍流狀態(tài)，讓翅片管換熱器的設(shè)計更為經(jīng)濟合理。

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?翅片管的優(yōu)點

翅片管的優(yōu)點主要是：

(1)傳熱能力強 與光管相比，傳熱面積可增大2～30倍，傳熱系數(shù)可提 高1～2倍；

(2)結(jié)構(gòu)緊湊由于單位體積傳熱面加大，傳熱能力增強，同樣熱負荷 下與光管相比，翅片管換熱器管子少，筒體直徑或高度可減 小，因而結(jié)構(gòu)緊湊且便于布臵；

(3)可以更有效和合理地利用材料 不僅因為結(jié)構(gòu)緊湊使材料用量減少，而且有可能針對傳 熱和工藝要求來靈活選用材料，例如不同材料制成的鑲嵌或 焊接翅片管等；

(4)當(dāng)介質(zhì)被加熱時，與光管相比，同樣熱負荷下的翅片管 管壁溫度有所降低，這對減輕金屬面的高溫腐蝕和超溫破壞 是有利的。 不管介質(zhì)是被加熱或冷卻，傳熱溫差都比光管時小，這 對減輕管外表面結(jié)垢是有利的。結(jié)垢減輕的另一重要原因是 翅片管不會象光管那樣沿圓周或軸向結(jié)成均勻的整體垢層， 沿翅片和管子表面結(jié)成的垢片在脹縮的作用下，會在翅片根 處斷裂，促使硬垢自行脫落；而對于波紋翅片管來說，翅片間距的影響受控于管排數(shù)，翅片間距越小，阻力系數(shù)f越大，而且管排數(shù)對阻力系數(shù)的影響很小，翅片間距對傳熱的影響忽略不計，但對阻力影響較大，所以這與規(guī)格的相關(guān)性也是非常大的。

(5)對于相變換熱，可使換熱系數(shù)或臨界熱流密度。 翅片管的主要缺點是造價高和流阻大。例如空冷器的翅 片管由于工藝復(fù)雜，其造價達設(shè)備費用的50一60％；以其為核心元件的各種換熱設(shè)備在電力、化肥、化工、煉油裝置里得到越來越廣泛的應(yīng)用。阻力大， 導(dǎo)致動力消耗大。但如造型得當(dāng)，可使動力消耗減少，與傳 熱加強的得益相比合算就行。 翅片管的應(yīng)用徑向翅片管表面積擴展程度大于縱向翅片管，工業(yè)上 利用廣泛。前已闡明，強化對流換熱的措施加在換熱能力較 弱的一側(cè)，方能有效地提高傳熱系數(shù)K，因此，翅片管的翅 片一般應(yīng)加在換熱系數(shù)較小的一側(cè)方為合理。α值相差3倍以 上者效果更加顯著。例如空冷器，故翅片多設(shè)在氣側(cè)，以彌 側(cè)α值低的缺陷，當(dāng)兩側(cè)α值相近時，則適宜于內(nèi)外加切 片或外翅管內(nèi)加麻花鐵、螺旋線擾流器。 一般情況，兩邊換熱系數(shù)相差很大時才采用高翅片，低 翅內(nèi)螺紋管對于防止管內(nèi)的傳熱危機甚為有效；鑒于翅片管 的優(yōu)良防結(jié)垢能力，故對有嚴重污垢工況的重沸器等換熱設(shè) 備有利。

?提出了強化翅片管換熱性能的兩種方法

提出了強化翅片管換熱性能的兩種方法:一種是將低溫工況下易結(jié)霜的換熱器(蒸發(fā)器)翅片管設(shè)計成變間距翅片結(jié)構(gòu),使其既增加了管內(nèi)翅片的傳熱面積,又提高了管內(nèi)氣流的流速;另一種是將空調(diào) 工況下的換熱器的等螺距內(nèi)螺紋管設(shè)計成變螺距內(nèi)螺紋管,以增加管內(nèi)氣流的擾動,提高傳熱系數(shù)。并對用這兩種方法改進后的換熱器的熱力性能進行了計算,結(jié)果 表明,其傳熱系數(shù)分別提高了9 8%和3 82%。文中作者提 出了強化翅片管換熱性能的方法,對翅片管結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計和改進。采用TESCOR平臺—換熱器性能實驗臺,對改進前后的換熱器的熱力 性能進行了測試,并運用試驗數(shù)據(jù)對其進行了熱力對比計算對翅片管結(jié) 構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計和改進,并采用TESCOR平臺—換熱器性能實驗臺對改進前后的換熱器的熱力性能進行了測試。這類翅片管無接觸熱阻、強度高、耐熱震和機械振動，傳熱、機械及熱膨脹性能都較好，但是制造成本高適用于翅化比小于5的低翅片管。

目前,國內(nèi)外普通且應(yīng)用廣的是間壁式,其它類型換熱器的設(shè)計和計算常借鑒于間壁式換熱器。對換熱器的的研究主要集中在如何提高其換熱性能。

在翅片管加工是否翅片越多越好呢？

在很多人的心中，總感覺在翅片管加工當(dāng)中，將翅片管的翅片加的越多就越好，然而真的是這樣嗎？其實并不是這樣的，不是說翅片管的翅片越多越好，也不是說翅片管的翅片越高越好，再專業(yè)人眼中，他們有著不一樣的見解。

在生活當(dāng)中，如果要是能夠大量的增加翅片管的翅片的高度的話，那么，就能夠大大的降低翅片管的工作效率，這是因為在生活當(dāng)中，要是翅片的傳熱面積增加一倍的話，但是實際的換熱倍數(shù)不能增加，這樣的話，就會讓翅片管的翅片的經(jīng)濟性下降了。當(dāng)然還要告訴大家的是，如果翅片管的翅片密度太高的話，那么，就很容易積灰，這樣的話，在清理灰塵的時候也不是那么容易，所以不要貪心喲！第三：具有腐蝕性氣體的工業(yè)建筑或相對濕度較大的使用環(huán)境下，應(yīng)采用耐腐蝕的翅片管散熱器。