?了解復(fù)合翅片管在換熱器中的應(yīng)用

復(fù)合翅片管是工業(yè)傳熱設(shè)備中必不可少的原件,幾乎一切工業(yè)領(lǐng)域都要使用,同時(shí)其理論研究也相當(dāng)深入。若是將水排出，空氣中氧氣含量比水中高，散熱器和空氣中的氧氣大面積接觸，更容易發(fā)生y化反應(yīng)，且y化的更快。多年來(lái),各工業(yè)部門廣泛地應(yīng)用列管式換熱器,隨著科技及工業(yè)的發(fā)展,要求換熱設(shè)備緊湊、輕巧、并小型化,而一般的列管式換熱器不能滿足上述要求,這就促使人們?nèi)パ芯繐Q熱器，當(dāng)然這也要使用一種換熱材料，那就是復(fù)合翅片管。

復(fù)合翅片管是銅、鋁管(或鋼管、鋁管；或不銹鋼管、鋁管)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(qiáng)度高、流動(dòng)損失小、防腐蝕性能強(qiáng)、在長(zhǎng)期冷熱工況下不易變形，工作壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。有科學(xué)人員，為了驗(yàn)證理論分析方法的準(zhǔn)確性,對(duì)復(fù)合翅片管的振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試和有限元分析。研究了翅片幾何參數(shù)對(duì)復(fù)合翅片管振動(dòng)頻率的影響規(guī)律。復(fù)合翅片管是工業(yè)傳熱設(shè)備中必不可少的原件,幾乎一切工業(yè)領(lǐng)域都要使用,同時(shí)其理論研究也相當(dāng)深入。結(jié)果表明,對(duì)于矩形翅片形式的鋼鋁雙金屬翅片管,其彎曲、扭轉(zhuǎn)和軸向振動(dòng)頻率均隨翅片高度和翅片厚度的增大而減小,隨翅片間距的增大而增大。

在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中，復(fù)合翅片管翅片管換熱器與普通光管換熱器相比具有許多熱性能和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)。在合適的條件下,翅片管設(shè)備相對(duì)于光管設(shè)備可減少換熱器尺寸30%～75%。如何檢測(cè)翅片管散熱器耐壓及密封性翅片管散熱器耐壓及密封性檢測(cè)通常有兩種方法，液壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)，下面小編就來(lái)介紹一下這兩種方法。在目前化工企業(yè)加強(qiáng)科技進(jìn)步的增容、技術(shù)改造過(guò)程中,應(yīng)用翅片管可以解決管殼式換熱器運(yùn)行中的許多問(wèn)題,新型翅片管換熱器也將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的研究和應(yīng)用。

翅片管加工設(shè)備廠商翅片管加工設(shè)備廠商翅片管加工設(shè)備廠商翅片管加工設(shè)備廠商

翅片管換熱器

當(dāng)翅片被“根植”在光管表面上以后，在由管內(nèi)向管外傳熱的情況下，熱量將從翅片根部沿翅片高度向外傳遞，同時(shí)不斷地以對(duì)流換熱的方式傳給周圍的流體，其結(jié)果就使得翅片溫度沿高度方向逐漸下降。

翅片溫度沿高度方向逐漸下降，說(shuō)明翅片溫度與周圍流體溫度的差值在逐漸縮小，單位面積的換熱量在逐漸縮小。這樣，翅片表面積對(duì)增強(qiáng)換熱的有效性在下降。翅片越高，其增加的面積對(duì)換熱的“貢獻(xiàn)”就越小。

因?yàn)槌崞市∮?，說(shuō)明增加1倍的翅片散熱面積，并不能增加1倍的散熱量，要打一個(gè)“折扣”，這個(gè)“折扣”就是翅片效率。  

翅片效率的數(shù)值取決于翅片的形狀，高度，厚度，材質(zhì)，更重要地還取決于管外換熱系數(shù)。

翅片高度對(duì)翅片效率的影響d，翅片越高，翅片效率就越低；其次，翅片材質(zhì)的熱傳導(dǎo)性能也有一定的影響，鋁的導(dǎo)熱系數(shù)高于碳鋼，在其他條件相同時(shí)，鋁翅片比鋼翅片的效率要高。

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(kuò)展，而形成一種獨(dú)特的傳熱元件。

翅片管在冷凝器上的應(yīng)用

翅片管是為了提高換熱效率，通常在換熱管的表面通過(guò)加翅片，增大換熱管的外表面積（或內(nèi)表面積），從而達(dá)到提高換熱效率的目的，這樣一種換熱管。換熱器綜合傳熱系數(shù)不僅決定了換熱器換熱面積的大小及被加熱介質(zhì)溫度的高低，而且還影響著換熱器的溫度效率和換熱效率。冷凝器是空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)件，能將管子中的熱量，以很快的方式，傳到管子附近的空氣，大部分的汽車置于水箱前方。把氣體或蒸氣轉(zhuǎn)變成液體的裝置。發(fā)電廠要用許多冷凝器使渦輪機(jī)排出的蒸氣得到冷凝；在冷凍廠中用冷凝器來(lái)冷凝氨和氟利昂之類的致冷蒸氣。石油化學(xué)工業(yè)中用冷凝器使烴類及其他化學(xué)蒸氣冷凝。在蒸餾過(guò)程中，把蒸氣轉(zhuǎn)變成液態(tài)的裝置稱為冷凝器。所有的冷凝器都是把氣體或蒸氣的熱量帶走而運(yùn)轉(zhuǎn)的。

   1、常見(jiàn)冷凝器類型與特點(diǎn)

   冷凝器又稱“液化器”，是使蒸氣在其中放出熱量而液化的換熱器。根據(jù)冷卻介質(zhì)和冷卻方式的不同，冷凝器可分為水冷式、空冷式、蒸發(fā)式三種類型。

   1）水冷式冷凝器

   水冷式冷凝器是以水作為冷卻介質(zhì)，靠水的溫升帶走冷凝熱量。在一些常規(guī)使用的換熱技術(shù)中，翅片管的利用在各行業(yè)中的利用不斷增加，翅片管的使用安全、可靠、可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行對(duì)于我們生活更加流暢，當(dāng)翅片管和一些其它零件組成的換熱設(shè)備，在使用的過(guò)程中大大增強(qiáng)了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。水冷式冷凝器具有傳熱、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。目前，由于水資源短缺，水冷式冷凝器中使用的冷卻水普遍循環(huán)使用，其主要缺點(diǎn)是需要設(shè)置專門的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，初投資高，水處理費(fèi)用大。常用的水冷式冷凝器有臥式殼管式、立式殼管式和套管式等型式。

   在大中型空調(diào)制冷裝置及工業(yè)制冷中一般均采用水冷式冷凝器，其中又以殼管式冷凝器常用。因此，有必要花些時(shí)間來(lái)好好了解學(xué)習(xí)一下，為后序工作打好基礎(chǔ)，那我們就來(lái)具體介紹吧，內(nèi)容如下。在殼管式冷凝器中，制冷劑通常在管外冷凝，水在管內(nèi)流動(dòng)。目前使用的殼管式冷凝器有光管管束與滾壓低翅片管（即螺旋管）兩種。一般，氨用臥式殼管式冷凝器多采用光管管束，氟里昂冷凝器多采用滾壓低翅片管。

   2）空冷式冷凝器

   空冷式冷凝器也稱風(fēng)冷式冷凝器，制冷劑在管內(nèi)冷凝，制冷劑放出的熱量被空氣帶走。當(dāng)翅片被“根植”在光管表面上以后，在由管內(nèi)向管外傳熱的情況下，熱量將從翅片根部沿翅片高度向外傳遞，同時(shí)不斷地以對(duì)流換熱的方式傳給周圍的流體，其結(jié)果就使得翅片溫度沿高度方向逐漸下降。這種冷凝器中有自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器和強(qiáng)制對(duì)流空氣冷卻式冷凝器。由于空氣的對(duì)流傳熱系數(shù)很低（25～35 W/m·2K），空冷式冷凝器的傳熱效率不如水冷式，冷凝溫度與冷凝壓力均較高。另外，在換熱負(fù)荷一定的情況下，空冷式冷凝器所需傳熱面積比水冷式冷凝器大，故而設(shè)備體積和質(zhì)量均龐大，占地大。但是可冷熱兩用，初投資低，系統(tǒng)維護(hù)管理相對(duì)簡(jiǎn)單?？绽涫嚼淠髟诠こ虒?shí)際中的應(yīng)用十分廣泛，既可用于制冷系統(tǒng)，也廣泛應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)。其z大的優(yōu)點(diǎn)是不需冷卻水，因此特別適用于缺水地區(qū)或者供水困難的場(chǎng)合，在小型制冷空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用尤為廣泛。

   3）蒸發(fā)式冷凝器

   蒸發(fā)式冷凝器是以蒸發(fā)冷凝和顯熱交換為基礎(chǔ)，制冷劑放出的熱量同時(shí)由冷卻水和空氣帶走。對(duì)余熱鍋爐而言，其高壓過(guò)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。制冷劑在管內(nèi)流動(dòng)，冷卻水在管外噴淋蒸發(fā)時(shí)吸收氣化潛熱，使管內(nèi)制冷劑冷卻和冷凝。蒸發(fā)式冷凝器中，省去了冷卻水在冷凝器中的顯熱傳遞階段，使冷凝溫度更接近空氣的濕球溫度，可比水冷式冷凝器系統(tǒng)低3～5℃，從而大大降低壓縮機(jī)的功耗，耗水量只有水冷式冷凝器系統(tǒng)的1/3左右。我國(guó)蒸發(fā)式冷凝器的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用相對(duì)滯后，以往多應(yīng)用于大型的氨制冷系統(tǒng)。近年來(lái)，由于電力資源緊張和水資源匱乏，蒸發(fā)式冷凝器作為一種節(jié)能節(jié)水型換熱設(shè)備，其研究和應(yīng)用得到了廣泛重視，促進(jìn)了蒸發(fā)式冷凝器產(chǎn)品技術(shù)的成熟和進(jìn)一步應(yīng)用。目前，已有一些生產(chǎn)廠家在結(jié)構(gòu)上對(duì)其進(jìn)行了完善，使之應(yīng)用于中央空調(diào)機(jī)組。

   對(duì)于那些需要進(jìn)行控制的冷凍空調(diào)系統(tǒng)和運(yùn)行環(huán)境惡劣的場(chǎng)合，蒸發(fā)式冷凝器更容易滿足工藝控制要求。工程應(yīng)用表明，采用該產(chǎn)品替代傳統(tǒng)的“水冷式冷凝器 涼水塔”方式，增加的初投資一般能在一年左右即可收回，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

   2、冷凝器中常用的強(qiáng)化傳熱翅片管

   傳熱過(guò)程是熱量從一種流體通過(guò)固體壁面?zhèn)鹘o另一種流體的過(guò)程。工程實(shí)際中，強(qiáng)化換熱器的換熱性能主要從強(qiáng)化兩側(cè)介質(zhì)與換熱管內(nèi)、外壁之間的對(duì)流換熱過(guò)程入手。常用的強(qiáng)化傳熱技術(shù)有:

   (1)表面涂層；

   (2)粗糙表面；

   (3)擴(kuò)展表面；

   (4)各種內(nèi)外螺紋管；

   (5)擾流元件；

   (6)添加物；

   (7)沖擊傳熱。是利用高頻焊接工藝，以高頻電源為熱源，將鋼帶與鋼管同時(shí)瞬間加熱，再經(jīng)過(guò)冷凝系統(tǒng)，使其熔焊成為一體，具有換熱效率高，散熱面積大，使用壽命長(zhǎng)，適應(yīng)溫度范圍廣，承受壓力高等特點(diǎn)。在各種強(qiáng)化傳熱技術(shù)中，在壁面上加裝翅片，作為增強(qiáng)傳熱的一個(gè)主要手段，在工程中得到廣泛應(yīng)用。翅片管式換熱器具有g(shù)效傳熱、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，已被廣泛地應(yīng)用于制冷空調(diào)裝置、航空航天設(shè)備、太陽(yáng)能集熱器和電子設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域中。在冷凝器中的應(yīng)用尤為普遍。

   翅片管的種類很多，而且還在不斷涌現(xiàn)新的品種，在這方面的研究也較多[4～6]。大體上可按加工工藝、翅片形狀、材質(zhì)、用途等幾個(gè)方面對(duì)翅片管進(jìn)行分類。在冷凝器中，常用的翅片管有以下幾種形式。

   1）內(nèi)螺紋管

    2）整體型螺旋翅片管

   3）螺旋槽管

   螺紋類翅片管、套片式翅片管、波紋管、螺旋扭曲管、螺旋繞片管等g效傳熱元件在冷凝器中得到了廣泛的應(yīng)用，傳熱效果得到了顯著提高。除此之外，新齒形傳熱管還在不斷出現(xiàn)。與光管相比，它們具有下述共同特點(diǎn)：

   (1)不同形狀的翅片均可使傳熱壁面變得粗糙，從而破壞靜止的層流邊界層，提高對(duì)流換熱系數(shù)，使換熱得到不同程度的強(qiáng)化；

   (2)在負(fù)荷一定的條件下，冷凝器所需面積可大大減??；

   (3)根據(jù)大多數(shù)人的常識(shí)，粗糙的翅片管表面容易引起結(jié)垢；目前市場(chǎng)上價(jià)格低廉的鋼管很多，魚(yú)目混珠，許多企業(yè)根本不具備生產(chǎn)條件。事實(shí)上，由于粗糙表面引起的紊流破壞了靜止的附面層，會(huì)使污垢難于附著；即使有污垢附著，污垢也呈現(xiàn)離散的鱗片狀，設(shè)備運(yùn)行中溫度的變化使管子發(fā)生膨脹和收縮，會(huì)因污垢與管壁材料間的脹差巨大而引起剝離，在介質(zhì)的沖擊下自行脫落。而光管垢層為圓柱體，無(wú)任何自脫力。因此，翅片管的結(jié)垢情況并不比光管嚴(yán)重多少。

冷凝器的應(yīng)用范圍十分廣闊，特別是在制冷空調(diào)系統(tǒng)中。冷凝器作為主要的傳熱設(shè)備之一，其性能的好壞直接影響到裝置的總體工作性能。因此，冷凝器傳熱過(guò)程的強(qiáng)化得到了越來(lái)越廣泛的重視。為了提高冷凝設(shè)備的整體性能，通過(guò)管子形狀或表面性質(zhì)的改造來(lái)強(qiáng)化傳熱過(guò)程以提高冷凝器的效率，已成為國(guó)內(nèi)外冷凝器發(fā)展的一種趨勢(shì)。柏恩翅片管換熱器所采用的緊湊型串片式管片系統(tǒng)，它是一種新型的g效傳熱元件。2、軋制法在金屬?gòu)?fù)合管內(nèi)襯一芯棒，經(jīng)軋刀片的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)，復(fù)合管通過(guò)軋槽與芯頭組成的孔腔在其外表面上加工出翅片。其獨(dú)特的片型結(jié)構(gòu)和加工工藝流程，使得空冷器產(chǎn)品具有更加緊湊的外形尺寸，更高的換熱效率和更輕的重要。