翅片管散熱器是氣體與液體熱交換器中使用最為廣泛的一種換熱設備。它的類型有很多,常見的有弧形百葉窗翅片,矩形百葉窗翅片等。不同翅片形式的換熱器,其空氣側換熱系數及阻力特性均有所差異。大量的實驗發現:在獲得好的熱交換特性的同時,不可避免地造成了摩阻的增加。在給定的熱交換器尺寸和風機運行曲線下,壓力損失的提高必然造成空氣流速的降低,并進而使空氣與翅片壁面之間的傳熱溫差降低。其次,空調工程中所使用的大部分換熱器都是干、濕工況交替運行的,而不同翅片換熱器在濕工況下的換熱及阻力特性與干工況下相比,有很大差異。因此,如何正確選用翅片形式,對熱交換器實際工作特性的影響不容忽視,最好的是在換熱與阻力損失之間找到一種折衷的方案。
翅片管換熱器的類型有哪些
弧形百葉窗翅片的最優,其次為矩形百葉窗型、皺紋板型、波紋板型。究其原因為,光直翅片中,連續穩定的粘性層流層妨礙了流體與翅片的換熱;波紋翅片破壞了連續穩定的粘性層流層,所以換熱系數增大了;而開縫式翅片,不僅破壞了連續穩定的粘性層流層,而且大大增加了流道中的紊流度,從而使換熱系數進一步增大。方形百葉窗和弧形百葉窗均是在翅片上開翻邊槽,以此強化氣流擾動,增強換熱。弧形百葉窗型翅片的開槽是沿著銅管外壁進行的,這樣的好處是氣流可以在百葉窗型翻邊的誘導下更大面積的沖刷到管后部,即減小銅管后部的尾流區域,強化換熱。
百葉窗型的翅片可極大地改善熱交換性能,特別是弧形百葉窗翅片可獲得非常高的換熱系數,幾乎是波紋片的兩倍。但引起的阻力損失也較大;影響大小與條縫高度有關。比如X1(開縫寬度為1mm)型翅片換熱器,其換熱特性與其他高度的相比并無明顯提高,但阻力特性增長卻比較明顯,因此,百葉窗條縫高度應嚴格控制。
翅片換熱器通常由隔板、翅片、封條、導流片組成。在相鄰兩隔板間放置翅片、導流片以及封條組成一夾層,稱為通道,將這樣的夾層根據流體的不同方式疊置起來,釬焊成一整體便組成板束,板束是翅片管換熱器的核心,配以必要的封頭、接管、支撐等就組成了翅片管換熱器。
1.傳熱效率高由于翅片對流體的擾動使邊界層不斷破裂,因而具有較大的換熱系數;同時由于隔板、翅片很薄,具有高導熱性,所以使得翅片管換熱器可以達到很高的效率。
2.緊湊由于翅片管換熱器具有擴展的二次表面,使得它的比表面積可達到1000㎡/m3。
3.輕巧原因為緊湊且多為鋁合金制造,現在鋼制,銅制,復合材料等的也已經批量生產。
4.適應性強翅片管換熱器可適用于:氣-氣、氣-液、液-液、各種流體之間的換熱以及發生集態變化的相變換熱。通過流道的布置和組合能夠適應:逆流、錯流、多股流、多程流等不同的換熱工況。通過單元間串聯、并聯、串并聯的組合可以滿足大型設備的換熱需要。工業上可以定型、批量生產以降低成本,通過積木式組合擴大互換性。
5.制造工藝要求嚴格工藝過程復雜。容易堵塞,不耐腐蝕,清洗檢修很困難,故只能用于換熱介質干凈、無腐蝕、不易結垢、不易沉積、不易堵塞的場合。
這種類型的換熱器采用類似“三明治”,含翅片增加單位的有效通道。該設計包括橫流和逆流加上各種翅片配置如平直翅片、波紋翅片、波紋翅片。
如下面的翅式換熱器產品
翅式換熱器通常由鋁合金,具有傳熱效率高。物質使系統工作在一個較低的溫度差和減輕設備重量。翅式換熱器主要用于低溫服務如天然氣,氦和氧氣液化廠、空氣分離廠和運輸等行業的電機飛機發動機。
翅片管換熱器的優點:
傳熱效率高,特別是在天然氣處理
較大的換熱面積
重量輕,管殼式換熱器的約5倍。
能夠承受高強度的工作壓力
翅式換熱器的優缺點:
可能導致堵塞的通道很窄
難以清潔的途徑
鋁合金易受汞液脆化失敗