以下是:钢铝复合翅片管可按需求定制交货周期短的产品参数
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提高换热器换热性能的途径传热方程是Q = KAΔt,很多研究者研究的主题方向是提高传热系数K。对强制循环空气冷却器,采取有效措施降低空气侧的传热热阻或在制冷剂侧采用选择供液方式,控制供液量,或采用传热管可明显提高传热系数。另外提高流体的流速可以增大传热系数,但流动阻力也相应增大,因此通过增大流体的流速以增强传热系数K 有一定的限度。此外增强传热可通过增加传热面积实现,但增加传热面积不应靠加大整体设备的尺寸来实现,而应从设备的自身结构来考虑。
增加传热面积总体上分为两种途径:管外表面的扩大和管内表面积的扩大。
目前管外表面积的增加主要是在管外加翅片或扩展表面即肋化表面,它是通过附加肋片扩大传热面积来减少对流换热热阻,从而达到强化传热的目的。
可通过下列途径来增大设备单位体积的有效传热面积:
①传递面采用扩展面,如在对流传热系数较小一侧的热传递表面上附加翅片、筋片、销钉等;
②增大原有热传递表面,如将表面处理成憎水性覆盖层、多孔性覆盖层、双波纹状管等
③在换热器中管子的强化方面主要是异型管的开发,从而达到增加传热面积的目的。异型管的种类包括螺旋槽纹管、横纹槽管、缩放管、波节管、旋流管、粗糙表面管、螺旋扁管。
【问题1】增加对流换热一定要用翅片吗?
问:用增加流速的办法也可以有效地增加管外侧的对流换热,难道一定要用翅片管吗?
答:是的,一定要用翅片管。因为用增加流速的办法对增大对流换热和传热的作用是有限的,而只有采用翅片管才可能大幅度地增强传热。请注意上面表格中每一个方框栏中所列举的数据:其中,h的数值也可看作未加翅片时光管的对流换热数值,当流速从1㎏/(㎡S)增至4㎏/(㎡S)时,h的数值可从25 w/(㎡·℃)左右增加至70 w/(㎡·℃)以上,看起来流速增加的效果是显著的。但请比较ho的变化,ho代表采用翅片以后,换算到光管外表面的换热系数,当流速从1㎏/(㎡S)增至4㎏/(㎡S)时,ho将从150 w/(㎡·℃)左右增加至400 w/(㎡·℃)。由此可见,翅片的作用是不可替代的。此外,还应考虑到,流速是不允许随意增加的,流速过高会导致流动阻力的急剧上升,增加运行成本。
【问题2】关于传热公式问:传热公式Q = A K△T与其他局部过程的换热计算式的区别在哪儿,传热公式有什么优点?
答:传热公式是基于从热流体到冷流体的整个传热过程推导出来的,而局部的换热计算式,如管外部的对流换热式Q=A ho (Two-To)仅适用于这一特定的局部换热过程。
传热公式的大优点在于其传热温差△T=Ti-To是热流体和冷流体之间的温度差。众所周知,流体的温度是比较容易测量和获取的;而任何一个局部的换热式中都包含了壁面温度(Two或 Twi)。壁面温度的测量是很困难的,在一个大的换热设备中,要测量、获取它的壁面平均温度几乎是不可能的。
【问题3】为什么要重视换热系数ho?问:既然传热系数K与三个局部过程的特性有关: 答:这是因为翅片侧的“热阻”大,唯有它对整个传热过程起到“控制”作用。在翅片管传热的应用条件下,假定管内是水的单相流动或水的相变过程(沸腾或凝结),管内的换热系数hi在5000~10000之间,而管外翅片侧的换热系数ho在150~400之间。两者相差是很悬殊的。所以其热阻(1/ho)将起到控制作用,总热阻仅比它大一点点。因而传热系数K的数值总是接近ho的数值,且总是小于ho的数值
【问题4】掌握翅片换热器设计应牢记什么?下面几个简单的概念或基本公式是应该记住的,这对掌握翅片管换热器的设计方法是至关重要的。
1)传热过程是热量由热流体通过管壁传给冷流体的整个过程,它由三个局部过程组成。
2)传热公式Q = A K△T ,一定要牢记。不论对所有型式的换热器的设计,还是对翅片管换热器的设计,它是形式简单,但是重要的公式,它是所有计算式中的 №1 !
3)之所以称上述公式重要,因为换热器的传热面积A就是由这一传热公式计算出来的:
空冷式冷凝器
空冷式冷凝器也称风冷式冷凝器,制冷剂在管内冷凝,制冷剂放出的热量被空气带走。这种冷凝器中有自然对流空气冷却式冷凝器和强制对流空气冷却式冷凝器。由于空气的对流传热系数很低(25~35 W/m·2K),空冷式冷凝器的传热效率不如水冷式,冷凝温度与冷凝压力均较高。
另外,在换热负荷一定的情况下,空冷式冷凝器所需传热面积比水冷式冷凝器大,故而设备体积和质量均庞大,占地大。但是可冷热两用,初投资低,系统维护管理相对简单。空冷式冷凝器在工程实际中的应用十分广泛,既可用于制冷系统,也广泛应用于空调系统。其大的优点是不需冷却水,因此特别适用于缺水地区或者供水困难的场合,在小型制冷空调领域应用尤为广泛。
3)蒸发式冷凝器
蒸发式冷凝器是以蒸发冷凝和显热交换为基础,制冷剂放出的热量同时由冷却水和空气带走。制冷剂在管内流动,冷却水在管外喷淋蒸发时吸收气化潜热,使管内制冷剂冷却和冷凝。蒸发式冷凝器中,省去了冷却水在冷凝器中的显热传递阶段,使冷凝温度更接近空气的湿球温度,可比水冷式冷凝器系统低3~5℃,从而大大降低压缩机的功耗,耗水量只有水冷式冷凝器系统的1/3左右。
我国蒸发式冷凝器的开发和应用相对滞后,以往多应用于大型的氨制冷系统。近年来,由于电力资源紧张和水资源匮乏,蒸发式冷凝器作为一种节能节水型换热设备,其研究和应用得到了广泛重视,促进了蒸发式冷凝器产品技术的成熟和进一步应用。目前,已有一些生产厂家在结构上对其进行了完善,使之应用于中央空调机组。
对于那些需要进行控制的冷冻空调系统和运行环境恶劣的场合,蒸发式冷凝器更容易满足工艺控制要求。工程应用表明,采用该产品替代传统的“水冷式冷凝器+凉水塔”方式,增加的初投资一般能在一年左右即可收回,经济效益明显。
2、冷凝器中常用的强化传热翅片管
传热过程是热量从一种流体通过固体壁面传给另一种流体的过程。工程实际中,强化换热器的换热性能主要从强化两侧介质与换热管内、外壁之间的对流换热过程入手。常用的强化传热技术有:
(1)表面涂层;
(2)粗糙表面;
(3)扩展表面;
(4)各种内外螺纹管;
(5)扰流元件;
(6)添加物;
(7)冲击传热。在各种强化传热技术中,在壁面上加装翅片,作为增强传热的一个主要手段,在工程中得到广泛应用。翅片管式换热器具有传热、结构紧凑等特点,已被广泛地应用于制冷空调装置、航空航天设备、太阳能集热器和电子设备等各个领域中。在冷凝器中的应用尤为普遍。
翅片管的种类很多,而且还在不断涌现新的品种,在这方面的研究也较多[4~6]。大体上可按加工工艺、翅片形状、材质、用途等几个方面对翅片管进行分类。在冷凝器中,常用的翅片管有以下几种形式。
1)内螺纹管
2)整体型螺旋翅片管
3)螺旋槽管
螺纹类翅片管、套片式翅片管、波纹管、螺旋扭曲管、螺旋绕片管等传热元件在冷凝器中得到了广泛的应用,传热效果得到了显著提高。除此之外,新齿形传热管还在不断出现。与光管相比,它们具有下述共同特点:
(1)不同形状的翅片均可使传热壁面变得粗糙,从而破坏静止的层流边界层,提高对流换热系数,使换热得到不同程度的强化;
(2)在负荷一定的条件下,冷凝器所需面积可大大减小;
(3)根据大多数人的常识,粗糙的翅片管表面容易引起结垢;事实上,由于粗糙表面引起的紊流破坏了静止的附面层,会使污垢难于附着;即使有污垢附着,污垢也呈现离散的鳞片状,设备运行中温度的变化使管子发生膨胀和收缩,会因污垢与管壁材料间的胀差巨大而引起剥离,在介质的冲击下自行脱落。而光管垢层为圆柱体,无任何自脱力。因此,翅片管的结垢情况并不比光管严重多少。
冷凝器的应用范围十分广阔,特别是在制冷空调系统中。冷凝器作为主要的传热设备之一,其性能的好坏直接影响到装置的总体工作性能。因此,冷凝器传热过程的强化得到了越来越广泛的重视。
为了提高冷凝设备的整体性能,通过管子形状或表面性质的改造来强化传热过程以提高冷凝器的效率,已成为国内外冷凝器发展的一种趋势。柏恩翅片管换热器所采用的紧凑型串片式管片系统,它是一种新型的传热元件。其独特的片型结构和加工工艺流程,使得空冷器产品具有更加紧凑的外形尺寸,更高的换热效率和更轻的重要。
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