翅片管熱交換器 * 翅片管，又叫鰭片管或肋片管，英文名字叫“Fin Tube” 或”Finned Tube”, 也有時叫做“Extended Surface Tube”,即擴展表面管?？梢杂袣んw也可以沒有。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展，而形成一種獨特的傳熱元件。下面展示的是翅片管的照片。 1簡介 應(yīng)用： 在動力、化工、制冷等工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。特點：主要應(yīng)用于空氣冷卻器，能減輕工業(yè)缺水以及工業(yè)用水的環(huán)境污染問題。此外，傳熱強化方面研究的進展，使得低肋螺紋管及微細肋管等在蒸發(fā)、冷凝方面的相變換熱得到廣泛應(yīng)用。 蒸發(fā)器翅片管束 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？ 下面將討論一個具體的傳熱設(shè)備的實例： 有一臺用熱水加熱空氣的換熱器，熱水在管內(nèi)流動，空氣在管外流動。例如采暖用的熱風(fēng)幕或熱泵的冷凝器這一種傳熱類型， 即熱水的熱量經(jīng)過管壁傳給管外的冷流體—空氣。由此可見，傳熱過程是與間壁兩側(cè)的兩個對流換熱過程緊緊地聯(lián)系在一起的。 對于上述實例： 管內(nèi)水側(cè)對流換熱系數(shù)約為3000W/m2?℃，而管外空氣側(cè)的對流換熱系數(shù)約為30W/m2?℃ ， 二者相差100倍。由于空氣側(cè)的換熱“能力”遠遠低于水側(cè)，限制了水側(cè)換熱“能力”的發(fā)揮，使得空氣側(cè)成為傳熱過程的“瓶頸”，限制了傳熱量的增加。為了克服空氣側(cè)的“瓶頸”效應(yīng)，在空氣側(cè)外表面加裝翅片將是一個*明智的選擇。加裝了翅片以后，使空氣側(cè)原有的傳熱面積得到了極大的擴展，彌補了空氣側(cè)換熱系數(shù)低的缺點，使傳熱量大大提高。 在了解了翅片管的原理和作用以后，在甚么場合選用翅片管，有下面幾個原則： （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)。 （2）如管子兩側(cè)的換熱系數(shù)都很小，為了強化傳熱，應(yīng)在兩側(cè)同時加裝翅片，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，對傳熱量的增加是不會有明顯效果的。 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。因為是氣體對氣體的換熱，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，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。 （3）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，兩側(cè)換熱系數(shù)都足夠高，就沒有必要采用翅片管了。但為了進一步增強傳熱，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，無需采用翅片管。 2 構(gòu)造和工作原理 翅片管由基管和翅片組合而成，基管通常為圓管，也有扁平管和橢圓管。 管內(nèi)、外流體通過管壁及翅片進行熱交換，由于翅片擴大了傳熱面積，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，也可以同時與數(shù)根管子相連接 (1)構(gòu)造 由多支翅片管按一定規(guī)律排列起來而組成的換熱單元叫翅片管束（Finned Tube Bundle）. 一個翅片管換熱器可以由一個或多個翅片管束組成。 對翅片管束的了解有助于翅片管換熱器的設(shè)計和應(yīng)用。 翅片管束的定義： (2) 翅片管束的組成： （1）翅片管（多支）：是傳熱的基本元件； （2）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(nèi)的流體形成了連續(xù)的流道。 （3）構(gòu)架：使整個翅片管束得以支撐和固定。 管束是空冷器中主要部分，它由翅片管、管箱和框架組成，是一個獨立的結(jié)構(gòu)整體 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： 空冷器組成 空冷器型號表示法： 參照JB/T4740-1997 管束型式與代號 即：P--水平式管束，長、寬各名義尺寸分別為9 m和3 m，4管排，翅片表面積和光管表面分別為3020 m和129 m。壓力等級為16×105Pa，R---繞片式翅片管，Ⅱ--2管程，a---法蘭密封面為平面型。 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 標注示例： a.鼓風(fēng)式水平管束：長9m、寬2m；6排管；基管換熱面積140m2；設(shè)計壓力