原標(biāo)題：聽老工程師講講翅片管換熱那些事兒
在換熱器中，很多時(shí)候傳熱兩側(cè)流體的換熱系數(shù)大小不平衡，通常我們會(huì)在換熱系數(shù)小的一側(cè)加裝翅片。這是為什么呢？翅片管又是什么？結(jié)構(gòu)什么樣？應(yīng)用原則是什么？聽老工程師為大家講一講。（末尾有實(shí)例講解哦?。?/p>
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(nèi)表面）加工上了很多翅片，使原有的表面得到擴(kuò)展，而形成一種獨(dú)特的傳熱元件。
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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)更加緊湊，換熱面積增加，可以加強(qiáng)換熱。
什么情況時(shí)，選用翅片管呢？
有幾個(gè)原則：
（1）管子兩側(cè)的換熱系數(shù)如果相差很大，則應(yīng)該在換熱系數(shù)小的一側(cè)加裝翅片。
例1：鍋爐省煤器，管內(nèi)走水，管外流煙氣，煙氣側(cè)應(yīng)采用翅片。
例2：空氣冷卻器，管內(nèi)走液體，管外流空氣，翅片應(yīng)加在空氣側(cè)。
例3：蒸汽發(fā)生器，管內(nèi)是水的沸騰，管外走煙氣，翅片應(yīng)加在煙氣側(cè)。
應(yīng)注意，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量將換熱系數(shù)小的一側(cè)放在管外，以便于加裝翅片。
?。?）如管子兩側(cè)的換熱系數(shù)都很小，為了強(qiáng)化傳熱，應(yīng)在兩側(cè)同時(shí)加裝翅片，若結(jié)構(gòu)上有困難，則兩側(cè)可都不加翅片。在這種情況下，若只在一邊加翅片，對(duì)傳熱量的增加是不會(huì)有明顯效果的。
例1：傳統(tǒng)的管式空氣預(yù)熱器，管內(nèi)走空氣，管外走煙氣。因?yàn)槭菤怏w對(duì)氣體的換熱，兩側(cè)的換熱系數(shù)都很低，管內(nèi)加翅片又很困難，只好用光管了。
例2：熱管式空氣預(yù)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(dòng)，故煙氣側(cè)和空氣側(cè)都可方便地采用翅片管，使傳熱量大大增加。
?。?）如果管子兩側(cè)的換熱系數(shù)都很大，則沒有必要采用翅片管。
例 1：水/水換熱器，用熱水加熱冷水時(shí)，兩側(cè)換熱系數(shù)都足夠高，就沒有必要采用翅片管了。但為了進(jìn)一步增強(qiáng)傳熱，可采用螺紋管或波紋管代替光管。
例2：發(fā)電廠冷凝器，管外是水蒸汽的凝結(jié)，管內(nèi)走水。兩側(cè)的換熱系數(shù)都很高，一般情況下，無(wú)需采用翅片管。
翅片管束
1
什么是翅片管束？
由多支翅片管按一定規(guī)律排列起來(lái)而組成的換熱單元叫翅片管束。一個(gè)翅片管換熱器可以由一個(gè)或多個(gè)翅片管束組成。
2
翅片管束的結(jié)構(gòu)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(dāng)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(shí)，管箱使管內(nèi)的流體形成了連續(xù)的流道。
構(gòu)架：使整個(gè)翅片管束得以支撐和固定。
3
翅片管的排列方式？
在一個(gè)管束中，翅片管排列方式的選取是致關(guān)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(duì)于不同翅片結(jié)構(gòu)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(dòng)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(yōu)缺點(diǎn)：
順排：流體管外繞流時(shí)，受到的擾動(dòng)較小，換熱系數(shù)較低，但優(yōu)點(diǎn)是阻力小。
叉排：流體管外繞流時(shí)，受到的擾動(dòng)較大，換熱系數(shù)較高，但缺點(diǎn)是阻力大。
當(dāng)對(duì)阻力降沒有嚴(yán)格限制時(shí)，應(yīng)**叉排排列；當(dāng)要求的阻力降很小時(shí)，應(yīng)選取順排方案。
4
管箱的結(jié)構(gòu)形式
如果說(shuō)管束的排列形式（順排或叉排，及管間距的選?。┲饕强紤]管外流體的換熱要求而確定的話，那么管箱的形式和結(jié)構(gòu)則主要是考慮管內(nèi)流體的壓力和換熱要求。
一般應(yīng)遵循下列原則：
?。?）若管內(nèi)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(yīng)用上，幾乎都選用圓管作為管箱。
（2）在空冷器應(yīng)用上，喜歡采用方形箱體。
方形箱體的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)連接多排翅片管。當(dāng)管內(nèi)是蒸汽的凝結(jié)時(shí)，需要有大的蒸汽空間，一個(gè)管箱與多排管子相連是必要的。
?。?）當(dāng)管內(nèi)流體的進(jìn)出口溫度相差很大時(shí)，管箱可能會(huì)因?yàn)楣芘诺臒崤蛎洸煌冃?，這時(shí)，宜采用分解式管箱。
?。?）除了管束的**排和*后排，必須采用相應(yīng)的管箱連接之外，其它各排*好用彎管一對(duì)一連接。
其優(yōu)點(diǎn)在于：
能提高換熱效率。理論證明，一對(duì)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(dòng)阻力。因?yàn)橐粚?duì)一連接保證了流動(dòng)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(chǎn)生的變形。
實(shí)例講解
這是一個(gè)很典型的翅片管束，**排和末排采用大直徑的圓管管箱，而中間各排采用一對(duì)一的彎管連接。GOOD!
這臺(tái)設(shè)備共有七排翅片管，每排十根管，分兩個(gè)管程，共14個(gè)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?yàn)楣軆?nèi)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(jìn)出口管箱之外，其它都是一對(duì)一的彎管連接。是合理而標(biāo)準(zhǔn)的管束結(jié)構(gòu)。
這兩組翅片管束都是采用的方形管箱，看來(lái)管內(nèi)流體的壓力不太高。
很顯然，這臺(tái)設(shè)備的每一排翅片管都用方形管箱將其分為兩個(gè)管程，再用粗的彎管將各管程連接起來(lái)。
上圖是一組空氣冷卻器的翅片管束?？梢钥吹剑渲杏蟹叫喂芟?，圓管管箱，有一對(duì)一的彎管連接，也有的是全部用管箱進(jìn)行連接。
關(guān)注我們--節(jié)能內(nèi)參公眾微信號(hào)：jnnc01 我們堅(jiān)持原創(chuàng)深度或精選的每一篇文章，歡迎關(guān)注和分享。如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)務(wù)必注明出處，并保留“節(jié)能內(nèi)參”字樣和二維碼。也希望通過此平臺(tái)認(rèn)識(shí)更多志同道合的朋友,互相交流,互相學(xué)習(xí),共同進(jìn)步,為綠色環(huán)保事業(yè)作出一點(diǎn)貢獻(xiàn)!（聲明：本文來(lái)源于化工707，僅代表作者觀點(diǎn)，并不代表本公眾號(hào)的立場(chǎng)。如有知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議、投稿及合作事宜，請(qǐng)聯(lián)系）
責(zé)任編輯：
部分內(nèi)容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，僅用于學(xué)習(xí)分享，如發(fā)現(xiàn)有侵權(quán)，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系刪除，謝謝。
