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风冷翅片管换热器

用普通的光管组成的热交换器,在很多情况下,管外流体和管内流体对管壁的换热系数是不一样的。比如圆管内部是流动的水,其换热系数为5 000 W/(m2.K),而管外流动的是烟气,其换热系数只有50 W/(m2.K),二者相差100倍。由于空气侧的换热“能力”远远低于水侧,限制了水侧换热“能力”的发挥,使得空气侧成为传热过程的“瓶颈”,限制了传热量的增加。为了克服空气侧的 “瓶颈”效应,强化传热效果,在空气侧外表面加装翅片,使空气侧原有的传热面积得到了极大的扩展,弥补了空气侧换热系数低的缺点,使传热量大大提高。 传热管两侧换热系数如果相差较大,则应该在换热系数小的一侧加装翅片,但是会引起流动阻力的增加,两者应权衡利弊。

风冷翅片管换热器一般采用钢铝复合翅片管作为主要的散热元件。翅片管传热系数受肋片高度、间距、厚度、形状、材料及制造工艺等因素影响。翅片高度增加到一定程度后,如果再继续增加,散热量会减少,使翅片效率降低;翅片不能太密,否则容易产生积灰,而且清灰困难,还会增加工艺难度,提高加工成本。一般,在能源工程上 应用的翅片管,其翅化比在5~12;而在空调,空冷行业,其翅化比在15~ 铜铝复合翅片管具有耐压强度高、传热快、体积小、重量轻、高效节能等诸多优点,是高效传热管件发展的一个重要方向,其上肋片加工方法有直接铸造、轧制、切削制作和缠绕金属薄片等

翅片管在不同风速、风温下的换热过程翅片管的肋片效率、翅片侧的换热系数及其散热量等一系列数值,表明了翅片管换热器是否能用于小型溴冷机中。
风冷翅片管换热器,翅片管衬管内表面实现溴化锂吸收水蒸气并放出吸收热,此热量作为热源传向管外翅片侧,翅片侧有环境风吹过实现散热,其主要特点及假设为     

1)复合翅片管由基管和衬管组成,外部肋片为变截面环肋,等大小等间距排列。     

2)复合翅片管各材质热物性在所模拟温度范围内为定值。     

 3)风冷条件下,管外吹风空气物性为常数,且为不可压缩流动。     

4)管内吸收放热由均匀热流密度或者恒定壁温来模拟实现。
5)基管与翅片管之间为面全接触,不考虑接触热阻,为传热耦合面。  

 6)外部风洞尺寸要比翅片管大,至少不能影响空气流场的发展。
 风冷翅片管换热器特点:

1)在吹风温度一定时,翅片面的传热系数、壁面热流密度会随着风速增大而增大,基本为线性关系,且两者增长的比例一致,风速增大1 m/s,热流密度增大约40 W/m2。据此可以估算吸收器散热需要的吹风速度,进而确定风机的型号。    

2)当风速增大时,壁面的阻力系数也还会明显增长,在实际应用时会将单管式的做成管束式,其间距要更加注重,因为它会以相反地作用影响着换热和阻力性能,两者应权衡利弊。    

 3)在风洞进口温度一定时,翅片面的传热系数、壁面热流密度会随着风温增大而减小,且于风速对两者的影响正好相反,这与事实情况相符。    

4)由温度场分布可以看见,翅片的出现使温度梯度能在更大的范围内展开,避免了光管换热时的局限性,因为空气的换热可以类推到水的换热上来作比较。

由此可见,风冷翅片管换热有着其它型号的换热器无可比拟的优势和特性,发展空间广阔。

发布时间: 2012-10-16 12:42:38

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