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翅片換熱器的原理、特點介紹及傳熱係數計算分析

翅片換熱器的工作原理

  從傳熱機理上看,翅片管換熱器仍然屬於肩臂式換熱器。其主要特點是,它具有擴展的二次傳熱表麵(翅片),所以傳熱過程不僅是在一次傳熱表麵(隔板)上進行,而且同時也在二次傳熱表麵上進行。高溫側介質的熱量除了有一次表麵倒入低溫側介質外,還沿翅片表麵高度方向傳遞部分熱量,即沿翅片高度方向,有隔板倒入熱量,再將這些熱量對流傳遞給低溫側介質。

  由於翅片高度大大超過了翅片厚度,因此,沿翅片高度方向的導熱過程類似於均質細長導杆的導熱。此時,翅片的熱阻就不能被忽略。翅片兩端的溫度最高等於隔板溫度,隨著翅片和介質的對流放熱,溫度不斷降低,直至在翅片中部區域介質溫度。

  翅片換熱器的特點

  1.傳熱效率高 由於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係數;同時由於隔板、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 由於翅片管換熱器具有擴展的二次表麵,使得它的比表麵積可達到1000㎡/m3。

  3.輕巧 原因為緊湊且多為鋁合金製造,現在鋼製,銅製,複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於: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、並聯、串並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.製造工藝要求嚴格 工藝過程複雜。容易堵塞,不耐腐蝕,清洗檢修很困難,故隻能用於換熱介質幹淨、無腐蝕、不易結垢、不易沉積、不易堵塞的場合。

  翅片管傳熱係數計算

  翅片管式換熱器傳熱計算的基本方程式與其他管式換熱器一樣,是:

  式中:

  ——傳熱量,W;

  ——以基管內表麵傳熱麵積為基準的總傳熱係數,W/(m2·℃);

  ——以翅片側外表麵傳熱麵積為基準的總傳熱係數,W/(m2·℃);

  ——基管內表麵傳熱麵積,m2;

  ——翅片側外表麵傳熱麵積,m2;

  ——對數平均溫差,℃。化簡上式可得

以上便是道通高效換熱設備對翅片換熱器的原理、特點介紹及傳熱係數的一些理解與介紹!