国内翅片的发展现状
(1) 平直翅片
国内研究人员对各种平直翅片管的传热与阻力进行了实验研究,发现翅片间距对传热的影响依赖于临界雷诺数Re。对于层流,翅片间距增加,换热下降,阻力减少,且2排管的性能优于3排和4排。对双排管整体翅片的数值模拟,得到了速度与压力场分布,气体速度在0.5~3.5m/s内,对流给热系数及压降均随流速呈线性增长。翅片管换热器是我们换热设备中不可或缺的一个成员,然而它的使用,是通过在普通的基管上加装复合翅片管来达到强化传热的目的。采用数值模拟方法研究的多排管束纵横向间距对传热的影响,认为传热随其纵横间距的增大而减小,横向管距越小,纵向管距越大,场协同性越好。
(2)波纹翅片
研究表明,翅片间距的影响受控于管排数,翅片间距越小,阻力系数f越大,而且管排数对阻力系数的影响很小,翅片间距对传热的影响忽略不计,但对阻力影响较大
(3)百叶窗翅片
采用Fluent软件模拟双排管弧形百叶窗翅片片厚、翅片间距、翅片宽度对换热量及传热j因子的影响,结果表明,迎风侧的强化传热程度高于背风侧。翅片跨度变化对总体换热量几乎没有什么影响,翅片间距变大会使整体换热量降低,因为换热强度的微弱提高不能补偿单位管长换热面积的下降所造成的传热损失,这说明采用小间距薄翅片是一种强化传热的措施,但同时也给带来了翅片刚度的下降及管翅间接触热阻上升的问题。6)、螺旋锯齿状翅片管(HelicalSerratedFinnedTubes)。
(4)冲缝片
对多种冲缝片结构的研究,发现翅片间距对传热和压降有显著影响。管排数为1时,翅片间距减小传热增大。管排数大于4时,翅片间距对传热压降的影响趋势相反。涡旋的脱落及涡旋的震荡效应是强化传热的本原因。
到目前为止,多数研究将翅片的结构与管子的存在位置分离开来,没有考虑管子存在对流体背风侧的传热和流阻影响。目前,还没有对很多因素做很深入的研究。传统的研究法多以等壁温假设为前提,考虑的问题往往是相变传热部分的管翅换热器,但实际的换热管内进、出口两端存在过冷、过热和单相流换热,产生了注入翅片逆向导热等不良现象,影响了翅片的整体效率,但目前采用改变翅片结构来克服这方面不足的研究还为数不多。人们的研究工作往往来源于实际生产,更多的是基于工程的研究,缺乏对强化传热机理及减阻力学理论的应用,创造性研究少。翅片管的换热面积结果都来自正确的计算方法,从原理上明白这个结果是怎么来的,然后再去编程,可以让计算更为简单,。此外,对比各种翅片形应用场合及传热流阻的对比分析也比较少。
翅片间距、管片相对位置以及翅片结构决定了过流空气的尾迹漩涡,周期与非周期性扰动强度,是需要进一步深度研究的重要问题。
在热交换器制造上,国内目前还以仿z为主,虽然在整体制造水平上差距不大,但是在模具加工水平和压制方面与发达国家还有一定的距离。
在设计标准上,国内热交换器设计标准和技术较为滞后。国内的管壳式热交换器标准的z大产品直径还仅停留在2.5米,而随着石油化工领域的大型化要求,目前对管壳式热交换器直径已经达到4.5米甚至5米,超出了国内热交换器设计标准范围,使得国内热交换器设计企业不得不按照美国TEMA设计标准。翅片管散热量的多少是一个虚拟的量,是看不着摸不着的,如果不经过测量、计算或安装位置不当的话,很容易就影响到供暖。
更为严重的是,国内在热交换器设计软件方面严重滞后,热交换器设计过程中还不能实现虚拟制造,缺乏自主知识产权的大型***技术软件。由于在热交换器的相关工艺计算、传热计算和振动模型的计算方面缺少大型***化在热交换器产品招标过程中处于不利地位。
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?整体翅片管与高频焊接翅片管的优缺点对比
整体翅片管和高频焊接翅片管都是目前市场上比较常用的产品,但是两种产品的受欢迎程度是不一样的,主要得益于产品本身所具有的一些特性。还是将整体翅片管和高频焊接翅片管对比一下,看看各自的优缺点在哪里?先来说说高频焊接翅片管,由于生产工艺等方面的限制,使得此种翅片管的翅片间距比较大,因此翅化比比较低。也就是说,相同的基管面积面积产生的换热效果比较有限。而且翅片材料一般都是钢片或不锈钢片,也会使换热效率受到影响。而在普通的翅片管上,其在可以使用的材质上,主要是有不锈钢、普通钢、铜铝复合,以及钢铝复合等这些,至于选用哪种,应由实际情况和要求来决定。
翅片管
从中可以看出,高频焊接翅片管根本不适合在空冷器使用,但整体翅片管就不一样了,不仅换热效果有了明显的扩展,翅片的性能也得到了进一步的增强,可以更持久耐用。另外,整体翅片管不容易积灰,由此带来的一系列不良后果都可以有效避免了。
纯铜翅片管有针对性的采取一些措施
纯铜翅片管是以水作为冷却介质,靠水的温升带走冷凝热量。水冷式冷凝器具有传热***、结构紧凑的特点。目前,由于水资源短缺,水冷式冷凝器中使用的冷却水普遍循环使用,其主要缺点是需要设置专门的冷却水循环系统,初投资高,水处理费用大。常用的水冷式冷凝器有卧式壳管式、立式壳管式和套管式等型式。在大中型空调制冷装置及工业制冷中一般均采用水冷式冷凝器,其中又以壳管式冷凝器***。在壳管式冷凝器中,制冷剂通常在管外冷凝,水在管内流动。目前使用的壳管式冷凝器有光管管束与滚压低翅片管(即螺旋管)两种。4)、纵向翅片管(LongitudinalFinnedTube)5)、波纹形翅片管。一般,氨用卧式壳管式冷凝器多采用光管管束,氟里昂冷凝器多采用滚压低翅片管。
翅片管散热量的高低如何判定?翅片管散热量的多少是一个虚拟的量,是看不着摸不着的,如果不经过测量、计算或安装位置不当的话,很容易就影响到供暖。所以我们可以有针对性的采取一些措施,比如增加散热器的翅片管数量,因为单位时间内流过散热器的水流量是不变的,那么在散热器的外壁上加翅片管辅助,就可以达到提高散热量的效果了。现在翅片管散热器材料,都存在一定的热阻率,它与散热量是成反比的,也就是说热阻率越高,散热量越低。所以想要提高散热器的散热量,也可以从这方面着手,应该会有明显改善的。 除此之外,由于散热器主要是辐射散热和对流散热,所以如果空气内流通不畅,热量散发的就会比较慢。对于这样的问题,通过改善房屋内空气流通状况也不失为一个很好的方法。比如可以将散热器安装在窗户附近,主要冷空气进来就可以直接被加热了,达到理想的效果。所以,对不同牌号的不锈钢,应知道其所对应的温度,这样才能有好的使用效果。
对于直平的翅片管来说,研究人员发现翅片间距对传热的影响依赖于临界雷诺数Re,当翅片间距增加,换热下降,阻力减少,且2排管的性能优于3排和4排。所以相对来说双排管整体翅片的数值模拟,可以得到了速度与压力场分布,从而传热随其纵横间距的增大而减小,横向管距越小,纵向管距越大,场协同性越好;7)每组检测管测试完成后,测试点应随机重复抽测10%,其声时相对标准差不应大于5%。而这种的翅片管,价格相对来说也是较实惠的。而对于波纹翅片管来说,翅片间距的影响受控于管排数,翅片间距越小,阻力系数f越大,而且管排数对阻力系数的影响很小,翅片间距对传热的影响忽略不计,但对阻力影响较大,所以这与规格的相关性也是非常大的。
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