翅片管式换热器在动力、化工、石油化工、空调工程和制冷工程中的应用非常广泛,如空调工程中使用的表面式空气冷却器、空气加热器、风机盘管以及制冷工程中使用的冷风机蒸发器、无霜冰箱蒸发器等。水-空气换热是常见的一种形式,在能源、动力及节能工程中应用得十分普遍。
翅片管式换热器是人们在改进管式换热面的过程中*早也是*成功的发现之一。直至目前,这一方法仍是所有管式换热面强化传热方法中运用得*为广泛的一种。它不仅适用于单相流体的流动,而且对相变换热也有很大的价值。但20世纪60年代以前,普通的翅片管是换热器多采用表面结构未做任何处理的平翅片。这种形式的翅片除增大换热面积来达到强化传热的效果以外,再无其他强化传热的作用。
由于空冷技术的发展,以及翅片在换热器中使用越来越受到人们的重视。近年来,大量的高效换热翅片表面结构不断地被研制出来,大部分用于洁净气体的翅片管管式换热器,采用新型高效的翅片表面结构,获得了显著的强化传热效果
在翅片管式换热器中,许多情况下管内侧流体是强迫对流换热的液体,而管外侧流体是气体,此时管外气体侧的对流换热表面传热系数α0比管内液体侧表面传热系统α小得多(α0<<α)。翅片管总传热系数K的大小仅仅取决于基管内、外侧对流换热热阻1/α和1/(α0βη0)的大小,加翅减小总热阻*合理的措施是使:
翅片管式换热器的设计及计算
式中:β——翅化比(肋化系数),即翅片管式换热器总外表面积A0 与管内表面积A1之比(β=A0 /A1); η——翅片表面效率(总效率)。
为了满足上述公式而尽可能地增大翅化比β,不但使换热器体积不断增大,而且翅片总效率(表面效率)η、管外表面传热系数α0也将降低。由此可见,提高β是有限度的。因此,分析平翅片表面的流动和换热特征,采用特殊表面结构使表面传热系数α0增大,将是翅片管式换热器强化传热中*为积极有效的措施。
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