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翅片管換熱那些事兒

新鄉市宏偉換熱器有限公司 發布時間:2021-01-15 瀏覽:

  什么是翅片管?

  翅片管,又叫鰭片管或肋片管。顧名思義,翅片管就是在原有的管子表面上(不論外表面還是內表面)加工上了很多翅片,使原有的表面得到擴展,而形成一種的傳熱元件。

  為什么要采用翅片管?

  在原有表面上加工上翅片能起到什么作用呢?

  翅片管換熱器的結構與一般管殼式換熱器基本相同,只是用翅片管代替了光管作為傳熱面。這使得其結構更加緊湊,換熱面積增加,可以加強換熱。

  什么情況時,選用翅片管呢?

  有幾個原則:

  (1)管子兩側的換熱系數如果相差很大,則應該在換熱系數小的一側加裝翅片。

  例1:鍋爐省煤器,管內走水,管外流煙氣,煙氣側應采用翅片。

  例2:空氣冷卻器,管內走液體,管外流空氣,翅片應加在空氣側。

  例3:蒸汽發生器,管內是水的沸騰,管外走煙氣,翅片應加在煙氣側。

  應注意,在設計時,應盡量將換熱系數小的一側放在管外,以便于加裝翅片。

  (2)如管子兩側的換熱系數都很小,為了強化傳熱,應在兩側同時加裝翅片,若結構上有困難,則兩側可不加翅片。在這種情況下,若只在一邊加翅片,對傳熱量的增加是不會有明顯效果的。

  例1:傳統的管式空氣預熱器,管內走空氣,管外走煙氣。因為是氣體對氣體的換熱,兩側的換熱系數都很低,管內加翅片又很困難,只好用光管了。

  例2:熱管式空氣預熱器,雖然仍是煙氣加熱空氣,但因煙氣和空氣都是在管外流動,故煙氣側和空氣側都可方便地采用翅片管,使傳熱量大大增加。

  (3)如果管子兩側的換熱系數都很大,則沒有重要采用翅片管。

  例 1:水/水換熱器,用熱水加熱冷水時,兩側換熱系數都高,就沒有重要采用翅片管了。但為了進一步增強傳熱,可采用螺紋管或波紋管代替光管。

  例2:發電廠冷凝器,管外是水蒸汽的凝結,管內走水。兩側的換熱系數都很高,一般情況下,無需采用翅片管。

  翅片管束

  1什么是翅片管束?

  由多支翅片管按規律排列起來而組成的換熱單元叫翅片管束。一個翅片管換熱器可以由一個或多個翅片管束組成。

  2翅片管束的結構組成包括?

  翅片管(多支):傳熱的基本元件。

  管箱(集箱)或管板:連接翅片管兩端的箱體,彎管或鋼板。當翅片管與箱體或管板連接以后,翅片管之間的間距也就固定了,同時,管箱使管內的流體形成了連續的流道。

  構架:使整個翅片管束得以支撐和固定。

  3翅片管的排列方式?

  在一個管束中,翅片管排列方式的選取是致關重要的。有兩種排列方式:叉排和順排。

  所謂叉排,是指在氣流方向管子交叉排列,而順排是指在氣流方向管子順序排列。

  下圖是指對于不同翅片結構的翅片管,如矩形翅片或整體的板狀翅片(又稱板翅),同樣有叉排和順排之分。

  圖中的箭頭代表管外流體的流動方向,S1 代表橫向管間距,S2 代表縱向管間距。

  順排和叉排的優缺點:

  順排:流體管外繞流時,受到的擾動較小,換熱系數較低,但優點是阻力小。

  叉排:流體管外繞流時,受到的擾動較大,換熱系數較高,但缺點是阻力大。

  當對阻力降沒有嚴格限制時,應*選叉排排列;當要求的阻力降很小時,應選取順排方案。

  4管箱的結構形式

  如果說管束的排列形式(順排或叉排,及管間距的選取)主要是考慮管外流體的換熱要求而確定的話,那么管箱的形式和結構則主要是考慮管內流體的壓力和換熱要求。

  一般應遵循下列原則:

  (1)若管內流體的壓力較高,一般選用大直徑的圓管作為管箱。

  例如,在鍋爐應用上,幾乎都選用圓管作為管箱。

  (2)在空冷器應用上,喜歡采用方形箱體。

  方形箱體的優點是可以同時連接多排翅片管。當管內是蒸汽的凝結時,需要有大的蒸汽空間,一個管箱與多排管子相連是重要的。

  (3)當管內流體的進出口溫度相差很大時,管箱可能會因為管排的熱膨脹不同而變形,這時,宜采用分解式管箱。

  (4)除了管束的第*排和*后排,*須采用相應的管箱連接之外,其它各排*好用彎管一對一連接。

  其優點在于:

  能提高換熱效率。理論證明,一對一連接能避免各排管流體的摻混,而流體的摻混使傳熱溫差和傳熱效率降低。

  能減少流體的流動阻力。因為一對一連接了流動截面積不變,避免了流體不斷地膨脹和收縮。

  彎管能“吸收”熱膨脹而產生的變形。

  實例講解

  這是一個很典型的翅片管束,第*排和末排采用大直徑的圓管管箱,而中間各排采用一對一的彎管連接。GOOD!

  這臺設備共有七排翅片管,每排十根管,分兩個管程,共14個管程。每一管程有一引出管,通過彎管與其他管程連接。之所以選取這么多管程,可能是因為管內流體的流量太小所至。

  這一組翅片管束都是由四排管組成。除了圓管狀的進出口管箱之外,其它都是一對一的彎管連接。是合理而標準的管束結構。

  這兩組翅片管束都是采用的方形管箱,看來管內流體的壓力不太高。

  很顯然,這臺設備的每一排翅片管都用方形管箱將其分為兩個管程,再用粗的彎管將各管程連接起來。

  上圖是一組空氣冷卻器的翅片管束??梢钥吹?,其中有方形管箱,圓管管箱,有一對一的彎管連接,也有的是**用管箱進行連接。

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