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翅片管换热器的技术进展

换热器是工业传热过程中必不可少的设备,广泛应用于一切业领域中,尤其是化、冶金、动力、交通、航空、航天等部门。近年来,由于新技术发展和能源开发,改进换热器性能越来越受工业界重视。新技术、新工艺在现代工业生产领域中发挥着越米越重要的作用。不断提高产品的技术含量,追求高效节能,最大限度地获取经济效益,己成为企业组织生产所遵循的基本原则。多年 来 , 各工业部门广泛地应用列管式换热器,随着科学技术的发展,特别是上述儿个行业的迅速发展,要求换热设各紧凑、轻巧、高效并小型化,而一般的列管式换热器则不能满足上述要求,这就促使人们去研究高效换热器。
其中翅片管换热器是人们研究得最多的一种换热器之一。
翅片管是组成各种热交换器的核心元件,其质量的优劣直接影响到热交换器的工作性能。 
2、翅片管的研制开发 
2.1、材料   
各种的换热器材料,应根据换热器的用途和操作条件等不同而选择。目前常用的材料有: 纯铝、铝合金、铜、黄铜、镍、钦、不锈钢、因康镍合金等。其中以铝和铝合金用的最多。
对于翅片管换热器母材的基本要求是:有较好的钎焊性和成型性,较高的机械强度,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,所以在世界各国的紧凑式换热器中,特别是在低温的紧凑式换热器中,己经获得了最为广泛的应用:
1),铝的密度小,通过合金化和热处理可以达到结构钢的强度。铝制换热器运用于各类的交通工具中,特别小型的轿车,必将减轻其本身重量,降低燃料的消耗。 
2),铝的抗腐蚀性好。铝制品在恶劣条件下生成的氧化物无毒性。用铝做成的换热器,不用过于担心时间长久之后被空气或管内液休等氧化而失效。
3)铝 具 有良好的导热性能,特别适用于散热片、换热用的蒸发器和冷凝器等。 
4)铝 的 屈服强度高,耐冲压,加工成型的过程比较方便。 
2。2,型式   
翅片管 一 般有内翅片管和外翅片管两种,其中以外翅片管应用最为普遍。外翅片管一般是用机械加工的方法在光管外表面形成一定高度、一定片距、一定厚度的翅片。 
2.2.1,螺旋翅片   

螺旋就是把钢带平面垂直于管子轴线,以螺旋线的形式缠绕在管子外表面上。在形成螺旋翅片时,翅片中性线以内的凹面板缘受到压缩,中性线以外的凸面板缘则受拉伸。当 m面内的拉应力达到材料的强度极限时,对厚度较小的钢带会失去稳定,形成皱褶。螺旋翅冷采用的钢带都不厚(通常为6 =o。s-2。smm),失稳现象经常发生。可以说翅片根部起皱是螺旋翅片管的通病。翅片根部起皱会使根部的翅片平面变得凹凸不平。如果把这种样子的管子做热交换器,会有许多不足:凸起部分增加气流阻力;凹下去的部分集聚污物.,并给清洗带来麻烦。

22.2,套装翅片   

套装工艺是预先用冲床加工出一批单个的翅片,然后用人工或机械方法,按一定的翅片间距,靠过盈将翅片套装在管子外表面上。它是最早的一种加工翅片管的方法。由于套装工艺简单,技术要求不高,所用设备价格低廉,又易于维修,所以,至今仍有不少工厂在采用。此工艺是一种劳动密集型工艺方案,适合于一般小厂或乡镇企业的资金和技术条件。我 们知道,翅片管对质量的要求主要有三点:一是翅片间距:二是翅片高度;三是翅片和光管外表面结合的牢固程度,不完全连接的缝越少越好,即热阻要小。一般来说,螺旋翅片和套装翅片对前两点都比较容易保证,但第三点却常常出现问题。这些管子的致命缺点也正是这一点。管子和翅片之间接触不好,热阻大,影响传热。 

123、滚轧式翅片管   

近年,滚轧式翅片管是翅片管换热器最常用的一种翅片管。迅速发展的滚轧式翅片管是一种高效节能传热翅片管(简称高翅管),冷挤压翅片管是用厚壁管连续通过多组挤压辊,经挤压轧制,在变成薄壁管的过程中,多余金属材料在管子外表面形成翅片的。所轧制翅片的高度一般为)-13mm;片距一般为2-3。5mm, 片厚一般为。。2-0。5mm。同时这种冷挤压加工方法还可滚轧复合管翅片管。一般常用的复合管材翅片其基管(即内套管)采用的是碳钢、不锈钢、钦材、铜材等。外管,即挤压翅片的外套管常用铝管和铜管。滚轧翅片管由于翅片和管壁为一整体,故不存在接触热阻和出现电腐蚀现象,因而能提高和保持稳定的传热性能和延长翅片管的使用年限。高翅 片 轧 管机轧制的翅片管,其翅片与基管结合紧密,不需再进行钎焊,翅片间距、翅片高度、翅片厚度等可通过调节轧管机工作状态予以控制,轧出的翅片表面光洁、纹管清晰、节距精确,由其组装而成的热交换器,经多家电力生产企业使用,具有较好的综合经济性能。总的,轧制翅片管的结构比较紧凑,流阻小,导热热阻小,传热效率高,产品体积小,综合性能较高。但却需要专门的轧管机,而且翅片管与端板的连接处易渗漏。轧制翅片管中的复合管结构,即将轧制翅片管套在钢管外面,这种结构具有钢翅片管和铝翅片管的双重优点,目前国内己经研制成功,但却工艺复杂。因此,还待研究更先进的技术。因此翅片管换热器具有广阔的发展和应用空间。

发布时间: 2012-10-14 09:25:18

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