就拿我们熟知的暖气来讲,我们最熟悉的对流换热就是暖气片外表面和空气之间的换热,固体表面与和它接触的流体之间的换热称为对流换热。生活经验告诉我们:暖气片面积越大,表面温度越高(即表面温度和空气间的温差越大),供热时间越长,则换热量越大,房间越暖和。这说明对流换热量和换热面积成正比,和温度差成正比,和时间成正比。为了比较不同情况下对流换热的强弱,我们需定义一个物理量:叫做“换热系数”。 换热系数是指单位面积,单位温差(壁面和流体之间的温差),单位时间的对流换热量。其单位是J / (s.㎡.℃) 或 W/(㎡.℃). 对流换热系数常用符号 h 表示。
流体的种类和物理性质:例如水和空气是截然不同的,其换热系数相差甚大;
流体在换热过程中是否发生相变,即是否发生沸腾或凝结。若有相变发生,则其换热系数将大大提高;
还和流体的流速和固体表面的形状有关。等等。
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翅片管的选用
(1)管子两侧的换热系数如果相差很大,则应该在换热系数小的一侧加装翅片。
例1:锅炉省煤器,管内走水,管外流烟气,烟气侧应采用翅片。
例2:空气冷却器,单双金属翅片管机供应公司,管内走液体,管外流空气,翅片应加在空气侧。
例3:蒸汽发生器,管内是水的沸腾,管外走烟气,翅片应加在烟气侧。 应注意,在设计时,应尽量将换热系数小的一侧放在管外,以便于加装翅片。
(2)如管子两侧的换热系数都很小,为了强化传热,应在两侧同时加装翅片,若结构上有困难,则两侧可都不加翅片。在这种情况下,若只在一边加翅片,对传热量的增加是不会有明显效果的。
例1:传统的管式空气预热器,管内走空气,管外走烟气。因为是气体对气体的换热,单双金属翅片管机供应厂商,两侧的换热系数都很低,管内加翅片又很困难,只好用光管了。
例2:热管式空气预热器,虽然仍是烟气加热空气,但因烟气和空气都是在管外流动,故烟气侧和空气侧都可方便地采用翅片管,使传热量大大增加。
(3)如果管子两侧的换热系数都很大,则没有必要采用翅片管。
例 1:水/水换热器,武汉单双金属翅片管机,用热水加热冷水时,两侧换热系数都足够高,就没有必要采用翅片管了。但为了进一步增强传热,可采用螺纹管或波纹管代替光管。
例2:发电厂冷凝器,管外是水蒸汽的凝结,单双金属翅片管机供应商,管内走水。两侧的换热系数都很高,一般情况下,无需采用翅片管。
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翅片管的材料范围很广,有碳钢、不锈钢、铝及铝合金、锡及铜合金钛、蒙乃尔合金等,有时还采用双金属翅片以节约贵重金属,同时又能适应耐腐蚀性等工艺要求。
翅片管热换器中管束两端没有翅片且外径较大,故与光管一样可与管板焊接或胀接,必要时也可装设折流扳,装折流板处应制成没有翅片的平直段。由于翅片管应用广、材料和制造方法多样,工业发达国家都已标准化、系列化,并有专门的研究机构。
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