1 翅片管的優(yōu)點及材料
翅片管由于在管外表面上設(shè)翅片而得名。它傳熱面積比光管可增大2~10倍,傳熱系數(shù)比光管可 提高1~2倍。由于傳熱能力的增強和單位面積的傳熱面加大,故與光管比完成同一熱負荷可用較少管 數(shù),使設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊并使金屬消耗量減少。因為翅片的材料可與基管不同,使材料的選擇與利用就更加合理。翅片材料根據(jù)使用環(huán)境和制造 工藝來確定,有碳鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金、鋼及鋼合金等。
另外,采用翅片管使介質(zhì)與壁面的平均溫差降低,減少結(jié)垢,并且在翅片的漲縮作用下,已形成 的硬垢會自行脫落。
2 翅片管的分類
翅片按其在管子上排列方式,可分縱向和橫向(徑向)兩大類。其他類型都是這兩類的變形,例 如大螺旋角翅片管(接近縱向),而螺紋管(接近橫向)等。可根據(jù)流體的流動方向及換熱特點來選 擇。翅片管因制造方法不同而使其在傳熱性能、機械性能等方面有一定的差異。按制造方法分為整體 翅片、焊接翅片和機械連接翅片等。整體翅片由鑄造、機械加工或軋制而成,翅片與管子一體,無接 觸熱阻,強度高。但要求翅片與管子用同樣材料。焊接翅片用釬焊或氬弧焊等工藝制造,可使用與管 子不一樣的 材料。由于它的制造簡易、經(jīng)濟且具有較好的傳熱和機械性能,故廣為應(yīng)用。它的主要問 題是焊接工藝質(zhì)量。機械連接翅片管有繞片式、鑲片式及雙金屬軋片式等。
3 幾種常見翅片管的性能評定
比較幾種翅片管的傳熱性能,繞片式最差,主要是接觸熱阻的存在,特別是在運行時,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。焊接式傳熱性能最好。套片式性能次之, 因為翅片緊套于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,因為它是在套裝 后再軋出翅片。
表1列出了常用的5種翅片管的性能評定,其中以”1”為最佳 ,“5”為最差。使用中以L型繞片管為最基本型式,只有在對各項性能要求都較高情 況下才選用套片管,因為它的價格較高。
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| 表1 常用翅片管的性能評定 |
4 翅片管的幾何尺寸及部分國產(chǎn)翅片管的特性參數(shù)
翅片管的管子常為圓形。為強化傳熱,應(yīng)選用橢圓管。橢圓管的管外對流換熱系數(shù)比光管約可提高25%,而空氣阻力約可降低15%~25%。翅片管 的基本幾何尺寸包括:(1)基管外徑和管壁厚。對于鑲片管,其壁厚應(yīng)自溝槽底部計算其內(nèi)壁。(2)翅片 的高度和厚度。 增加翅高可以使翅片表面積增加,但使翅片傳熱效率下降,因而使有效表面積(即翅 片表面積乘以傳熱翅片效率)的增加漸趨緩慢。翅片厚度主要考慮其強度、制造工藝和腐蝕裕量。國 產(chǎn)鋁翅片(繞片式、鑲片式 )和鋼翅片(套片式)一般多選用0.5~1.2mm。(3)翅片距。翅片距的數(shù)值會影 響到翅化面積的大小,但對管外對流換熱系數(shù)的影響極小。翅片距的選擇取決于管外介質(zhì)。國產(chǎn)翅片 管的翅片距常為2-3mm。(4)翅化比。它是指單位長度翅片管翅化表面積與光管外表面之比。翅化比的選擇應(yīng)根據(jù)管內(nèi),外介質(zhì)對流換熱系數(shù)大小而定, 翅化比過大并不能有效地增強傳熱,反而會使以翅化表面積為基準的傳熱系數(shù)迅速降低。隨著翅化比 的增加,單位尺寸的換熱面積將增加,但制造費用也增加。(5)管長。國外翅片管管長系列為3,4.5,6, 9m4種。表2列出了部分國產(chǎn)翅片管的特性參數(shù),可供選用時參考。
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| 表2部分國產(chǎn)翅片管的特性參數(shù) |
參考文獻
1、《熱交換器原理與設(shè)計(第二版)》
2、覃耘等編譯.《換熱器實用技術(shù)問題》煤炭工業(yè)出版社
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