?翅片管的熱力性能以及換熱器設(shè)計(jì)原理

翅片管是一種換熱元件。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。

目前，國(guó)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(jì)和計(jì)算常借鑒于間壁式換熱器。換熱器作為一種通用設(shè)備，南京鋼鋁復(fù)合翅片管，按照工作原理進(jìn)行分類，可分為間壁式、混合式和蓄熱式3類。

一、變間距翅片管式換熱器設(shè)計(jì)原理

翅片管用于低溫制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器在低溫工況下(0 以下)工作時(shí)，其表面普遍存在著結(jié)霜的問(wèn)題。結(jié)霜對(duì)換熱器性能的影響表現(xiàn)在降低其傳熱系數(shù)和增大空氣阻力兩方面，合理的換熱器結(jié)構(gòu)應(yīng)同時(shí)減小這兩方面的影響。霜開(kāi)始形成時(shí)，蒸發(fā)器表面粗糙度增大，引起傳熱面積增大，同時(shí)氣體流速也增大，因而在結(jié)霜初期傳熱系數(shù)K增大，但隨著霜層的不斷增厚，傳熱的熱阻力增加，終傳熱系數(shù)K減小。

翅片管的熱力性能以及換熱器設(shè)計(jì)原理

當(dāng)氣流通過(guò)蒸發(fā)器時(shí)，由于空氣中的水蒸氣不斷地在翅片管表面沉積，空氣的相對(duì)濕度降低，沿氣流方向翅片盤(pán)管表面的結(jié)霜量逐漸遞減，故蒸發(fā)器前幾排翅片管的結(jié)霜較嚴(yán)重，后幾排管子的結(jié)霜相對(duì)較輕。

如果采取變間距翅片的結(jié)構(gòu)，使其沿風(fēng)向下游的翅片間距越來(lái)越小，便可在結(jié)霜條件下保持其較高的傳熱效率，鋼鋁復(fù)合翅片管生產(chǎn)商，并延長(zhǎng)其沖霜時(shí)間。讓蒸發(fā)器采用變間距翅片管結(jié)構(gòu)后，當(dāng)空氣縱掠錯(cuò)列翅片管時(shí)，翅片管的交錯(cuò)分布使得上游翅片管對(duì)下游翅片管有繞流作用，鋼鋁復(fù)合翅片管批發(fā)，加強(qiáng)了翅片管前半部分的換熱能力，后面翅片管的分布又使得流道變窄，流速提高，從而使翅片管后半部分的換熱也得到強(qiáng)化。

第二、變間距翅片換熱器的熱力性能

改進(jìn)后的換熱器，采用的是變間距翅片結(jié)構(gòu)，在理論上可近似為錯(cuò)列翅片管，因此，在分析中可借用錯(cuò)列翅片管的理論。

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鋼鋁復(fù)合翅片管的發(fā)展

近年來(lái)，迅速發(fā)展的鋼鋁復(fù)合翅片管是一種節(jié)能傳熱翅片管(簡(jiǎn)稱高翅管)，鋼鋁復(fù)合翅片管是用厚壁管連續(xù)通過(guò)多組擠壓輥，經(jīng)擠壓軋制，在變成薄壁管的過(guò)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。0.2-0.5mm。同時(shí)這種冷擠壓加工方法還可滾軋復(fù)合管翅片管。一般常用的鋼鋁復(fù)合翅片管其基管(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。鋼鋁復(fù)合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(zhǎng)翅片管的使用年限。高翅片軋管機(jī)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(guò)調(diào)節(jié)軋管機(jī)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。

總的來(lái)說(shuō)，鋼鋁復(fù)合翅片管的解雇比較緊湊，流阻小，導(dǎo)熱熱阻小，傳熱，產(chǎn)品體積小，綜合性能較高。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(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)在多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。

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翅片管分為整體翅片管、焊接翅片管、高頻焊翅片管和機(jī)械連接翅片管。

整體的是由鑄造、機(jī)械加工或軋制而成，翅片與管子一體，像低壓鍋爐的省煤器就是采用整體鑄造的翅片管。這類翅片管無(wú)接觸熱阻、強(qiáng)度高、耐熱震和機(jī)械振動(dòng)，傳熱、機(jī)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。

焊接翅片是用釬焊或惰性氣體保護(hù)焊等工藝制造，不同材料的翅片與管焊接在一起，翅片管制造簡(jiǎn)易、具有較好的傳熱和機(jī)械性能，工業(yè)上廣為應(yīng)用。因焊縫中的殘?jiān)焕趥鳠?，所以必須保證焊接質(zhì)量。

高頻焊翅片是利用高頻發(fā)生器產(chǎn)生的高頻電感應(yīng)，使管子表面與翅片接觸產(chǎn)生高溫而部分熔化，再通過(guò)加壓使翅片與管子連成一體。連接過(guò)程中無(wú)焊劑、無(wú)焊料、制造簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良，工業(yè)應(yīng)用中多的一種工藝。

繞片式較差，主要是接觸熱阻的存在，特別是在運(yùn)行時(shí)，繞片式的翅片張力隨溫度的增加而迅速下降，使接觸熱阻也迅速增加。焊片式傳熱性能z好。套片式性能也較好，因?yàn)槌崞o套與管表面上后再加以表面熱鍍鋅。雙金屬軋片傳熱性能類似于鑲片式，其是在套裝后再軋出翅片。

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