?翅片管換熱器管間距與片距的選擇

通常情況下，翅片管換熱器的間距與片高主要是影響著翅化比，翅化比和管內外介質的膜傳熱系數(shù)有很大的關系。如果管內外膜傳熱系數(shù)差異較大，應選擇翅化比比較大的翅片管，如蒸汽加熱空氣。當一側介質存在相變的情況下，傳熱系數(shù)的差異會較大，如冷熱空氣的交換，當熱空氣降低到l點以下，可以采用翅片管換熱器。業(yè)內專家在研究此問題時指出，邊界層的發(fā)展是制約單排管換熱特性的重要因素。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都是具有一定的效果的。不過，過大的翅化比作用并不明顯，情況是管內外接觸面積同時強化，可以采用螺紋管或槽紋管。

    翅片的片距主要是考慮積灰，結塵，易清洗等因素，同時需嚴格符合設備對壓力降等要求。排列時，管與管之間的間距不易過大，一般＞1mm以上適合布管即可。在換熱的過程中，空氣在流經(jīng)翅片管換熱器時，主要是翅片正反二個面參與換熱。采用數(shù)值模擬方法研究的多排管束縱橫向間距對傳熱的影響，認為傳熱隨其縱橫間距的增大而減小，橫向管距越小，縱向管距越大，場協(xié)同性越好。二支翅片管中間部位只有少量的輻射傳熱，換熱效果不明顯。此部位由于無翅片，無阻力，空氣容易穿透。在空氣加熱的過程中，未經(jīng)換熱的冷空氣會與從翅片中間穿過的已加熱熱空氣形成中和，反而降低了換熱的效果，對比國外的翅片管換熱器，管間距僅比翅片外徑大0.5mm,可見翅片管排列時，管間距的重要性。

    翅片管換熱器的管排列應盡量按正三角形交叉排列。經(jīng)過首排時的熱風，在第二排遭遇阻力，有一定的回彈風，這樣整個翅片管360°換熱就不存在死角的現(xiàn)象。所以，應該避免等腰三角形排列，盡量不使用正方形排列，除非有特殊的要求。

    空氣側的壓降在設計中是個非常重要的參數(shù)，這和翅片管的排列有很大的關系，翅片管排列設計時應計算窄隙流通面與迎風面的比值，從而根據(jù)迎面風速計算出空氣質量流速，在對于不同溫度空氣的動力黏度，求出摩擦系數(shù)。

不銹鋼翅片管不銹鋼翅片管不銹鋼翅片管不銹鋼翅片管

?翅片設計中有關參數(shù)的確定

1.肋片高度h 前已提到，并非任何條件下加高翅片部是有利的，理論 上可以證明，各種形狀翅片都存在一個z佳高度。經(jīng)驗表明： 當傳熱壁面兩側的α值相差2～5倍時，采用低翅型螺紋管比 較合適，造價比光管只增加25～30％；當兩側α值相差十倍 以上時可考慮用高翅片，此時翅片傳熱面積較大。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. 翅距s 如果考慮的不是單個翅片，而是整個翅片管，則翅距越 小，翅片管的翅側傳熱面積越大。在熱交換器制造上，國內目前還以仿z為主，雖然在整體制造水平上差距不大，但是在模具加工水平和壓制方面與發(fā)達國家還有一定的距離。但不同流速下，翅距應保 證幾毫米至幾十毫米，以使s值大于相鄰兩翅面的邊界層之 和，因為邊界層的復迭將不利于對流換熱，故一般自然對流 時翅距應大于強制對流時的翅距，因后者的邊界層較簿，對 于縱向翅片，應使縱向長度不太長，以免層流底層厚度發(fā)展 變厚，故有些設計采用不連貫的斷續(xù)縱翅，阻止了層流底層 的發(fā)展。

3.翅厚δ 根據(jù)研究，翅厚δ與翅高保持下列關系比較合理： δ＝2～4mm時 h＝12～16 mm

五、整個翅片管(或肋壁)的傳熱計算

(1)傳熱方程式 在穩(wěn)定傳熱時，翅片管的傳熱量和傳熱系數(shù)的計算可采 取與光管傳熱計算同樣形式 Q ? KF ?T ?現(xiàn)廣泛應用于電力、冶金、水泥行業(yè)的預熱回收以及石油化工等行業(yè)。 K ?F ??T 式中： K′——代表以光管外表總面積為基準的總傳熱系數(shù)， K——為以翅管總外表面積為基準的傳熱系數(shù)， ΔT——管內外流體的有效平均溫差， F′——光管的外表面積， F——翅片管總的外表面積。

(2) 傳熱系數(shù)的計算(以F′為基準) 當壁面溫度與換熱系數(shù)均一定時，翅片管的傳熱系數(shù)除 多了翅片熱阻外，翅片管傳熱系數(shù)計算式子完全一致。

(3) 翅片管傳熱系數(shù)的經(jīng)驗值(以F′為基準)

?怎樣才能提高翅片管的傳熱量呢？

   下面，設想一個實際的換熱情況：圓管內部是流動的水，其換熱系數(shù)為5000（---），而管外流動的是煙氣，其換熱系數(shù)只有50（---），二者相差100倍。當熱量從管內傳向管外，或從管外傳向管內時，傳熱過程的“瓶頸”或“z大阻力”發(fā)生在什么地方？當然是管外的煙氣側，因為煙氣側換熱系數(shù)，即換熱能力z低，限制了傳熱量的提高。4、每次將翅片管重新壓緊時，須細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。

   這兒，不妨舉一個串聯(lián)電阻的例子：在由多個電阻組成的串聯(lián)電路中，如果其中一個電阻比其他各項電阻大出很多，則該項電阻將構成電流的“瓶頸”，只有減小該項z大的電阻，才能有效地提高流經(jīng)該串聯(lián)電路的電流。對于上述的傳熱過程也是如此。

   怎樣才能提高翅片管的傳熱量呢？y效的方法之一就是在管子外表面即煙氣側采用擴展表面，即做成翅片管。假定翅片管的實際傳熱面積為原來的光管外表面積的若干倍，雖然煙氣的換熱系數(shù)仍然很低，但反映在光管外表面積上的傳熱效果將大大增加，從而使整個傳熱過程增強，在總傳熱量一定的情況下，使設備的金屬耗量減小，經(jīng)濟性提高。對于這樣的問題，通過改善房屋內空氣流通狀況也不失為一個很好的方法。 用普通的圓管（光管）組成的熱交換器，在很多情況下，管外流體和管內流體對管壁的換熱系數(shù)是不一樣的。

翅片管若按照慣例可以根據(jù)型式的種類

翅片管若按照慣例可以根據(jù)型式的種類，在傳熱系數(shù)的實用范圍內確定傳熱系數(shù)值。當不符合這些范圍時，對工藝上要求完成的傳熱量，傳熱面積將大為超過，否則，輸送流體的動力需要增加。第二：放散粉塵或防塵要求較高的工業(yè)建筑，應采用易于清掃的翅片管散熱器。翅片管中的傳熱過程不單是傳熱現(xiàn)象，而更重要的是流體流動狀態(tài)，它劉·傳熱過程具有控制性的作用，傳熱壁面兩側的傳熱邊界層，構成傳熱的主要熱叭。當流體湍動程度增加時，此邊界層變薄，熱阻變小對傳熱有利，反之，湍動程度減小時，則對傳熱不利。

   在空氣分離裝置中用于空氣預冷。雖然制作成本是很低，但是后期的消耗卻是很高的，而且熱效率也不是很高，所以不推薦給大家使用。翅片管的型式和傳熱速率應該考慮回收或傳遞的物料流量和熱價值、翅片管流體的流量比和流動特性、傳熱壁面材料的種類、操作壓力和溫變、操作的連續(xù)性，在流體的性質中特別是流體的結垢程度或是否是懸浮液，在這些兇素中各閩素的重要程度不盡相同，但是在確定翅片管的型式時，這些因素的重要性沒有差別。

   另外，對壁的厚度也應加以限制。對給予的回收熱量價值，傳熱面積和翅片管價格，又與流體摩擦阻力成反比的關系，因而也左右了動力所僻的費用。當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。一般獲得合理的z經(jīng)濟的設計和運轉數(shù)據(jù)是在決定型式之后，但在選擇型式之前不清楚z經(jīng)濟的條件的大致范刑是不便的。因此，設汁的第y步應給出大概的傳熱系數(shù)和型式，求山粗略的傳熱面積，而同時需要研究適宜的溫度差。兩種流體的流量比為此溫度差的支配條件