國(guó)內(nèi)翅片的發(fā)展現(xiàn)狀

(1) 平直翅片

國(guó)內(nèi)研究人員對(duì)各種平直翅片管的傳熱與阻力進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)翅片間距對(duì)傳熱的影響依賴于臨界雷諾數(shù)Re。對(duì)于層流，翅片間距增加，銅翅片管，換熱下降，阻力減少，且2排管的性能優(yōu)于3排和4排。對(duì)雙排管整體翅片的數(shù)值模擬，得到了速度與壓力場(chǎng)分布，氣體速度在0.5~3.5m/s內(nèi)，對(duì)流給熱系數(shù)及壓降均隨流速呈線性增長(zhǎng)。采用數(shù)值模擬方法研究的多排管束縱橫向間距對(duì)傳熱的影響，認(rèn)為傳熱隨其縱橫間距的增大而減小，橫向管距越小，縱向管距越大，場(chǎng)協(xié)同性越好。

（2）波紋翅片

研究表明，翅片間距的影響受控于管排數(shù)，翅片間距越小，阻力系數(shù)f越大，而且管排數(shù)對(duì)阻力系數(shù)的影響很小，翅片間距對(duì)傳熱的影響忽略不計(jì)，但對(duì)阻力影響較大

（3）百葉窗翅片

采用Fluent軟件模擬雙排管弧形百葉窗翅片片厚、翅片間距、翅片寬度對(duì)換熱量及傳熱j因子的影響，結(jié)果表明，迎風(fēng)側(cè)的強(qiáng)化傳熱程度高于背風(fēng)側(cè)。翅片跨度變化對(duì)總體換熱量幾乎沒(méi)有什么影響，翅片間距變大會(huì)使整體換熱量降低，因?yàn)閾Q熱強(qiáng)度的微弱提高不能補(bǔ)償單位管長(zhǎng)換熱面積的下降所造成的傳熱損失，這說(shuō)明采用小間距薄翅片是一種強(qiáng)化傳熱的措施，但同時(shí)也給帶來(lái)了翅片剛度的下降及管翅間接觸熱阻上升的問(wèn)題。

（4）沖縫片

對(duì)多種沖縫片結(jié)構(gòu)的研究，發(fā)現(xiàn)翅片間距對(duì)傳熱和壓降有顯著影響。管排數(shù)為1時(shí)，翅片間距減小傳熱增大。管排數(shù)大于4時(shí)，翅片間距對(duì)傳熱壓降的影響趨勢(shì)相反。渦旋的脫落及渦旋的震蕩效應(yīng)是強(qiáng)化傳熱的本原因。

到目前為止，多數(shù)研究將翅片的結(jié)構(gòu)與管子的存在位置分離開(kāi)來(lái)，沒(méi)有考慮管子存在對(duì)流體背風(fēng)側(cè)的傳熱和流阻影響。目前，還沒(méi)有對(duì)很多因素做很深入的研究。傳統(tǒng)的研究法多以等壁溫假設(shè)為前提，考慮的問(wèn)題往往是相變傳熱部分的管翅換熱器，銅翅片管公司，但實(shí)際的換熱管內(nèi)進(jìn)、出口兩端存在過(guò)冷、過(guò)熱和單相流換熱，產(chǎn)生了注入翅片逆向?qū)岬炔涣棘F(xiàn)象，影響了翅片的整體效率，但目前采用改變翅片結(jié)構(gòu)來(lái)克服這方面不足的研究還為數(shù)不多。人們的研究工作往往來(lái)源于實(shí)際生產(chǎn)，更多的是基于工程的研究，缺乏對(duì)強(qiáng)化傳熱機(jī)理及減阻力學(xué)理論的應(yīng)用，創(chuàng)造性研究少。此外，對(duì)比各種翅片形應(yīng)用場(chǎng)合及傳熱流阻的對(duì)比分析也比較少。

翅片間距、管片相對(duì)位置以及翅片結(jié)構(gòu)決定了過(guò)流空氣的尾跡漩渦，周期與非周期性擾動(dòng)強(qiáng)度，是需要進(jìn)一步深度研究的重要問(wèn)題。

在熱交換器制造上，國(guó)內(nèi)目前還以仿z為主，銅翅片管廠家，雖然在整體制造水平上差距不大，但是在模具加工水平和壓制方面與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的距離。

在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上，國(guó)內(nèi)熱交換器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)較為滯后。國(guó)內(nèi)的管殼式熱交換器標(biāo)準(zhǔn)的z大產(chǎn)品直徑還僅停留在2.5米，而隨著石油化工領(lǐng)域的大型化要求，目前對(duì)管殼式熱交換器直徑已經(jīng)達(dá)到4.5米甚至5米，超出了國(guó)內(nèi)熱交換器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)范圍，使得國(guó)內(nèi)熱交換器設(shè)計(jì)企業(yè)不得不按照美國(guó)TEMA設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

更為嚴(yán)重的是，國(guó)內(nèi)在熱交換器設(shè)計(jì)軟件方面嚴(yán)重滯后，熱交換器設(shè)計(jì)過(guò)程中還不能實(shí)現(xiàn)虛擬制造，缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型技術(shù)軟件。由于在熱交換器的相關(guān)工藝計(jì)算、傳熱計(jì)算和振動(dòng)模型的計(jì)算方面缺少大型化在熱交換器產(chǎn)品招標(biāo)過(guò)程中處于不利地位。

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翅片管若按照慣例可以根據(jù)型式的種類

翅片管若按照慣例可以根據(jù)型式的種類，在傳熱系數(shù)的實(shí)用范圍內(nèi)確定傳熱系數(shù)值。當(dāng)不符合這些范圍時(shí)，對(duì)工藝上要求完成的傳熱量，傳熱面積將大為超過(guò)，否則，輸送流體的動(dòng)力需要增加。翅片管中的傳熱過(guò)程不單是傳熱現(xiàn)象，而更重要的是流體流動(dòng)狀態(tài)，它劉·傳熱過(guò)程具有控制性的作用，傳熱壁面兩側(cè)的傳熱邊界層，構(gòu)成傳熱的主要熱叭。當(dāng)流體湍動(dòng)程度增加時(shí)，此邊界層變薄，熱阻變小對(duì)傳熱有利，反之，湍動(dòng)程度減小時(shí)，則對(duì)傳熱不利。

   在空氣分離裝置中用于空氣預(yù)冷。翅片管的型式和傳熱速率應(yīng)該考慮回收或傳遞的物料流量和熱價(jià)值、翅片管流體的流量比和流動(dòng)特性、傳熱壁面材料的種類、操作壓力和溫變、操作的連續(xù)性，在流體的性質(zhì)中特別是流體的結(jié)垢程度或是否是懸浮液，在這些兇素中各閩素的重要程度不盡相同，銅翅片管廠，但是在確定翅片管的型式時(shí)，這些因素的重要性沒(méi)有差別。

   另外，對(duì)壁的厚度也應(yīng)加以限制。對(duì)給予的回收熱量?jī)r(jià)值，傳熱面積和翅片管價(jià)格，又與流體摩擦阻力成反比的關(guān)系，因而也左右了動(dòng)力所僻的費(fèi)用。一般獲得合理的z經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)是在決定型式之后，但在選擇型式之前不清楚z經(jīng)濟(jì)的條件的大致范刑是不便的。因此，設(shè)汁的第y步應(yīng)給出大概的傳熱系數(shù)和型式，求山粗略的傳熱面積，而同時(shí)需要研究適宜的溫度差。兩種流體的流量比為此溫度差的支配條件

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在翅片管換熱器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常對(duì)管內(nèi)介質(zhì)流速的選擇要求偏低，基本都是按經(jīng)驗(yàn)值估算。在所有的換熱器設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)層流狀態(tài)，層流狀態(tài)時(shí)的傳熱系數(shù)與湍流狀態(tài)時(shí)的傳熱系數(shù)差異很大。

  在傳熱學(xué)中，規(guī)定雷諾數(shù)Re＜2000為層流，2000＜Re＜4000為過(guò)渡流， Re＞4000為湍流，而在翅片管換熱器的設(shè)計(jì)中，我們認(rèn)為Re＜2300為層流，2300＜Re＜10000為過(guò)渡流， Re＞10000為湍流。例；空氣-空氣熱交換，換熱管直徑25mm，管內(nèi)空氣溫度由20℃升高到100℃，求流速多少時(shí)才能讓雷諾數(shù)達(dá)到10000。

空氣定性溫度；（20+100）/2=60℃，查60℃的空氣特性；

密度1.06kg/m3，粘度2.01X10-5pa?s

解；10000/(0.025*1.06/2.01*100000)=7.6m/s

  同樣，我們也可以計(jì)算其它介質(zhì)在翅片管換熱器中的合理流速，把雷諾數(shù)控制在一定的范圍，確保介質(zhì)處于旺盛湍流狀態(tài)，讓翅片管換熱器的設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)合理。

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