翅片管有良好的耐腐蚀性和导热性。铝及铝合金不仅满足了这些要求,而且具有延性和抗拉强度随温度的降低而提高的特性,所以在换热器中,尤其是在低温的换热器中,这种翅片管获得了较为广泛的应用。
翅片管换热器管排数的选择:一般为2-10排,以4-8排为常用。排数少时,空气温升低,传热温差大,有利于减少所需的传热面积,但占地面积较大,空气利用率低。排数多,空冷器的布局比较紧凑,但空气温升高,传热温差小,所需的传热面要扩大。此外,空气阻力大,则能耗也将随阻力增加。所以排数多的管束,如认为阻力降太大时,可用增宽中心距,加大翅片间距或减小迎面风速加以弥补。
翅片管的翅化比是指光管表面在加装翅片以后表面积扩大的倍数。即是翅片管总的外表面积除以原光管外表面积。一般情况下,增加翅片以后,常用的翅片管的翅化比在10倍以上。很大程度上提高了传热面积和传热效率,解决了换热效果的瓶颈问题,即提高了产品质量和效率,又节约了成本。
翅片管按照工艺分类:可分为整体翅片管,焊接翅片管,高频焊翅片管和机械连接翅片管。
1、整体翅片管。有铸造,机械加工或轧制而成,翅片与管子一体,如低压锅炉的省煤器就采用整体铸造的翅片管。无接触热阻,强度高,耐热震和机械振动,对传热,机械及热膨胀性能均较好,但制造成本高,适用于低翅片管(翅化比小于5)。
2、焊接翅片。用钎焊或惰性气体保护焊等工艺制造。不同材料的翅片与管焊接在一起,翅片管制造简易,具有较好的传热和机械性能,在工业上广为应用。由于焊缝中的残渣不利于传热,所以必须保证焊接质量。
3、高频焊翅片管。利用高频发生器产生的高频电感应,使管子表面与翅片接触处产生高温而部分熔化,再通过加压使翅片与管子连成一体。链接过程中无焊机,无焊料,制造简单,性能优良,工业应用中多的一种工艺。
4、机械连接翅片管。有绕片式,镶片式,套片式,串片式。翅片管广泛应用于各种换热系统和领域。实际应用过程中采用何种制作工艺,根据实际的工况和经济预算进行选择。
提高翅片管换热器的传热总系数一般从以下五个方面去做:
1、减少迎风截面积,以加大空气的流速,提高空气的质量流速。或者在空气通路内设置挡风板,折流板以促进空气的湍流程度,通常用于翅片管换热器的管程结构上。
2、采用合理的翅化比。大部分厂家的翅片管采用规格都是比较随意的,都是按经验选取。正确的方法应该计算出管内外传热系数的差异。一般传热系数差异应该控制在4:6之间是比较合理的。
3、深度挖掘管内介质的传热能力。根据传热系数的计算公式。当一侧的传热能力提高,对于总传热系数也是有影响的。所以,在管内压力损失允许的情况下,应该尽量增加流速,提高管内介质的传热能力。
4、消除接触热阻。翅片管的加工质量对于传热系数的影响是比较大的。某些接触不良的翅片管其换热能力低下,可谓是一分价格一分货。
5、金属热阻。采用不同的基管其导热能力的完全不同的。常用的金属材料的导热能力,铜优于铝,铝优于碳钢,碳钢优于合金钢,不锈钢的传热能力是很低的。
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