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翅片管的热原理和选用规则(图文)
加入时间:2020-07-20 文章来源:无锡东绛采油机械|铭锋石化科技 点击量:

   翅片管,被称为“延伸表面管”,即延伸表面管。顾名思义,翅片管在原始表面(包括外表面和内表面)上加工有许多翅片,这扩展了原始表面并形成了独特的传热元件。下面是两张翅片管的照片。

翅片管

 
  为什么使用翅片管?在原始表面上加工鳍能做什么?要回答这个问题,我们需要从传热过程的一些基本原理开始。
 
  首先,介绍了传热的定义:固体表面和与之接触的流体之间的传热称为对流传热。对流传热是散热器外表面和空气之间的传热。生活经验告诉我们,散热器面积越大,表面温度越高(即表面温度与空气的温差越大),加热时间越长,热交换越大,房间越暖和。这表明对流传热与传热面积、温差和时间成正比。为了比较不同条件下的对流传热,需要定义一个物理量,称为“传热系数”。传热系数是指单位面积、单位温差(壁面与流体之间的温差)和单位时间的对流传热。单位是焦耳/秒.
 
  对流传热系数通常用符号h表示。传热系数的大小主要取决于以下因素:
 
  流体的类型和物理性质:例如,水和空气完全不同,它们的传热系数也大不相同;
 
  流体在传热过程中是否发生相变,即它是沸腾还是冷凝。如果发生相变,其传热系数将大大提高;
 
  l也与流体的流速和固体表面的形状有关。等等。
 
  对流换热系数的大小主要由实验研究决定,常见情况下的一组数值范围如下:
 
  水蒸气凝结:h=10000-20000瓦/( *)
 
  l沸水:h=7000 - 10000、
 
  水的对流:h=3000 - 5000、
 
  空气或烟气的强制对流:h=30 - 50、
 
  空气或烟气的自然对流:h=3-5、
 
  可以看出,不同条件下的传热系数差异很大。请记住上述传热系数的数值范围,这对今后理解和选择翅片管非常有用。
 
  下面将讨论特定传热装置的一个例子:
 
  有一个用热水加热空气的热交换器,热水在管道内流动,空气在管道外流动。例如,用于加热的热空气幕或汽车上的散热器属于这种类型的热传递,即,热水的热量通过管壁传递到管外的冷流体空气。可以看出,传热过程与隔墙两侧的两个对流传热过程密切相关。对于上述例子,管内水侧的对流换热系数约为5000,而管外空气侧的对流换热系数约为50,相差100倍。由于空气侧的换热“能力”远低于水侧,限制了水侧换热“能力”的发挥,使空气侧成为传热过程的“瓶颈”,限制了传热的增加。为了克服空气侧的“瓶颈”效应,在空气侧的外表面安装散热片是zui明智的选择。增加翅片后,空气侧原有的传热面积大大扩大展,你弥补了空气侧换热系数低的缺点,并大大提高了传热,如下图所示。
如下图所示
 
  增加鳍片的作用还可以通过以下更生动的例子来说明:在边境口岸的进出口处,假设甲方口岸有十个检查口,每小时可以放行5000人,而乙方口岸只有一个
 
  有一个售票门,而且非常慢,每小时只能放50个人。这样,乙方成为旅客通关的瓶颈,使甲方的“能力”无法发挥。为了gaishan通关流程,zuiyouxiao的方法是在乙方一侧开放更多的检查口岸。这与增加鳍的原理相同。
 
  在了解翅片管的原理和功能后,选择翅片管时有以下原则:
 
  (1)如果管道两侧的换热系数相差很大,翅片应安装在换热系数较小的一侧。
 
  示例1:在锅炉省煤气化炉中,水在管道中流动,烟气从管道中流出,烟气侧应使用翅片。
 
        例2:在空气冷却器中,液体流入管道,空气流出管道,翅片应加在空气侧。
 
  例3:蒸汽发生器,水在管子里沸腾,烟从管子里冒出来,翅片应加在烟的一边。
 
  应该注意的是,在设计中,换热系数小的一侧应尽可能地放在管外,以便于翅片的安装。
 
  (2)如果管道两侧的换热系数很小,则应同时在两侧安装翅片,以增强传热。如果有结构上的困难,鳍片不可以两边都加。在这种情况下,如果只在一侧增加翅片,对传热的增加没有明显的影响。
 
  例1:传统的管式空气预热器将管道内的空气和管道外的烟雾带走。因为它是气体对气体的换热,两边的换热系数都很低,而且很难在管子里增加翅片,所以我们不得不用完管子。
 
  例2:尽管热管空气预热器仍用烟气加热空气,但由于烟气和空气都在管外流动,翅片管可方便地用于烟气侧和空气侧,这大大增加了传热量。
 
  (3)如果管两侧的换热系数较大,则无需使用翅片管。
 
  例1:在水/水换热,中,当用热水来加热冷水时,两边的换热系数都足够高,所以没有必要使用翅片管。然而,为了进一步增强热传递,可以使用螺纹管或波纹管来代替光滑管。例2:在发电厂的冷凝器中,水蒸气在管外冷凝,水在管内流动。两侧的传热系数都很高,所以一般不需要使用翅片管。
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