翅片管熱交換器可以僅由一根或若干根翅片管組成,如室內(nèi)取暖用翅片管散熱器:也可再配以外殼、風(fēng)機(jī)等組成空冷器型式的熱交換器。
翅片管是翅片管熱交換器中的主要換熱元件,翅片管由基管和翅片組合而成,基管通常為圓管【圖3.54(a)】,也有扁平管【圖3.54(b)】和橢圓管【圖3.54(c)】.管內(nèi)、外流體通過管壁及翅片進(jìn)行熱交換,由于翅片擴(kuò)大了傳熱面積,使換熱得以改善。翅片類型多種多樣,翅片可以各自加在每根單管上【圖3.54(a)】,也可以同時(shí)與數(shù)根管子相連接【圖3.54(b)及(c)】
空冷器是一種常見的翅片管熱交換器,它以空氣作為冷卻介質(zhì)。其組成部分包括管束、風(fēng)機(jī)和構(gòu)架等(圖3.55)。
管束是空冷器中的主要部分,它由翅片管、管箱和框架組成,是一個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)整體(圖3.56)。它的基本參數(shù)有管束型式(指水平式、斜頂式等),工作壓力和溫度,翅片管型式和規(guī)格,管箱型式、管束長度和寬度,管排數(shù)、管程數(shù)等。型號表示法如下例所示:
型式長度×寬度一管排數(shù)換熱面積工作壓力翅片管型式管程數(shù)法蘭型式P9×3-RⅡa即:P水平式管束,長、寬各名義尺寸分別為9m和3m,4管排,翅片表面積和光管表面積分別為3020m2和129m2,壓力等級為16×103Pa,R—
繞片式翅片管,
—2管程,法蘭密封面為平面型。
低翅管(低肋螺紋管或螺紋管)熱交換器是翅片管熱交換器的另一種型式,它們的翅高約為2mm左右,翅化比相當(dāng)小,約3~5,不適用于空氣而適用于低沸點(diǎn)介質(zhì)的冷凝或蒸發(fā)。
其基本結(jié)構(gòu)與管殼式熱交換器相同,即具有管束、折流板、管板、殼體及管箱等部件。
微細(xì)肋管是在低翅管基礎(chǔ)上發(fā)展和演變而成的用于強(qiáng)化冷凝或沸騰的傳熱管。在強(qiáng)化冷凝傳熱上有:強(qiáng)化管外冷凝的日本鋸齒形翅片管(ThermoexcelC管),我國的DAC管及花瓣形翅片管,德國的GEWA一TXY管:強(qiáng)化管內(nèi)冷凝的螺旋槽管和內(nèi)螺旋翅片管:雙面強(qiáng)化的(管內(nèi)為螺旋槽,管外為鋸齒形或花瓣形翅片)復(fù)合冷凝傳熱管等。在強(qiáng)化沸騰傳熱上有:德國的T管(GEWA一T管),日本的Thermoexcel一E管,我國的DAE管,美國的Turbo一B管,多孔管等。
翅片管熱交換器由于在管表面上加翅,不僅傳熱面積增加(比光管可增大2~10倍),而且可以促進(jìn)流體的湍流,所以傳熱系數(shù)比光管可提高1~2倍,特別是當(dāng)有翅側(cè)的α遠(yuǎn)低于另一側(cè)時(shí),收效尤其顯著。由于傳熱能力的增強(qiáng)和單位體積的傳熱面加大,故與光管比在完成同一熱負(fù)荷時(shí)可用較少管數(shù),殼體直徑或高度也相應(yīng)減小,結(jié)構(gòu)緊湊并使金屬消耗量減少。
因?yàn)槌崞牟牧峡膳c基管不同,材料的選擇與利用就更為合理。采用了翅片管使介質(zhì)與壁面的平均溫差降低,減輕結(jié)垢,并且在翅片的脹縮作用下,已結(jié)的硬垢會自行脫落。翅片管熱交換器用作空冷器時(shí),雖然比光管時(shí)流阻大、造價(jià)高,體積與水冷器比也要大得多,但由于節(jié)省了工業(yè)用水量,避免了工業(yè)用水排放所帶來的環(huán)境污染,維護(hù)費(fèi)用只有水冷系統(tǒng)的20%
30%,故空冷器得到了廣泛的應(yīng)用。