翅片管式换热器的发展趋势-无锡市新宝红换热器有限公司
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        翅片管式换热器的发展趋势

            直至目前,这一方法仍是所有各种管式换热面强化传热方法中运用的最为广泛的一种。翅片管式换热器是人们在改进管式换热面的过程中最早也是最成功地发现之一。它不仅适用于单相流体的流动,而且对相变换热也有很大的价值。 随着制冷空调行业的发展,人们已经把注意力集中在高效、节能节材的紧凑式换热器的开发上,而翅片管式换热器正是制冷、空调领域中所广泛采用的一种换热器形式。对于它的研究不仅有利于提高换热器的换热效率及其整体性能,而且对改进翅片换热器的设计型式,推出更加节能、节材的紧凑式换热器有着重要的指导意义。
            由于翅片管式换热器在翅片结构形式和几何尺寸的不同,造成其换热性能和阻力性能上的极大差异。通过调整换热器的翅片间距,设计成为变翅片间距,实现结构优化,并对其换热性能与改进前换热器进行对比计算,提高了换热器的传热系数。本方法适用于将该换热器用于低温制冷系统中的蒸发器。当气流通过蒸发器时,由于空气中的水蒸气不断地在翅片管表面沉积,空气由于除湿作用相对湿度降低,沿气流方向翅片盘管表面结霜量是递减的,如果采取变片距结构,可以在结霜条件下保持其较高的传热效率,并延长其冲霜时间。当蒸发器采用变翅片间距结构时,实际上已构成了翅片的错列分布,当空气横掠错列翅片时,翅片的交错分布使得上游翅片对下游翅片有绕流作用,由于前面翅片的绕流,翅片的前半部分换热加强,后面的翅片的分布又使得流道变窄,流速提高,翅片后半部分的换热也得到强化。
            通过变翅片间距的结构改进,冷风机在外形尺寸即高度、宽度和管总长度不变的前提下,在结霜工况下运行时仍可保持较高的传热系数,且采用变翅片间距结构的冷风机比等翅片间距结构冷风机的传热系数提高了9.8%,且传热面积有所提高,通过提高传热系数和传热面积从而达到强化传热的目的。加强管内流体流动,管内壁加工变螺距内螺纹。在不增大整体设备尺寸的前提下,增加其内表面换热面积,加强管内流体的扰动,在原有换热器的管内壁上加工变螺距内螺纹。当管内工质换热系数较大而管外工质换热系数较小时,管外的对流传热热阻将成为传热的主要阻力。采用扩展表面,对于缩小换热器体积,提高换热器效率有很重要的作用。目前,已经开发出了针状翅片、波纹翅片、百叶窗翅片、三角形翅片、单面开槽条形片、裂齿矩形翅片等等。
            管内表面积的增大主要集中在异型管的开发方面,综观各种不同形状的强化管,其共同特点是在兼顾压降的同时,传热面积都有不同程度的增加,并通过两种机理提高其传热系数进行强化换热。传热边界层是限制传热系数提高的最主要因素,它产生于靠近管壁的层流底层,并有一个逐渐增厚的过程。管壁的粗糙以及规则出现的沟槽、凸肋,会破坏贴壁层流状态,抑制边界层的发展。同时沟槽和凸肋对流体的限流作用有助于边界层的减薄,而绕流作用使流体产生轴向旋涡,可致使边界层分离,流体主体径向温度梯度减小,有助于热量传递的进行。
          1)到目前为止,对翅片管式换热器虽然已有一定的研究,但还没有形成一个统一的换热器准则参数指标。
          2)由于一般的换热关联式均是基于几个或十几个实验结果归纳出来的,其通用性的适用性仍值得怀疑。因此需要继续加强对管外强化翅片的实验研究,得出较通用的换热及压降关联式。
          3)由于换热器翅片结构的复杂性,致使已有关联式过于复杂,不便于工程计算的运用。
          4)在以后的翅片管式换热器的研究中,必须从两个方面同时进行:一是从通用性的角度,要得出关联式简单、易用、又可在一定精度的范围;另一个是对具有代表性的翅片结构,应从机理上进行深入的研究。
                         


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