关于不锈钢翅片管换热器的传热特性探究

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1、关于不锈钢翅片管换热器的传热特性探究佛山神威热交换器有限公司528000摘要：对于换热器来讲，其发展在很大程度上表现为新材料的采用。由于许多场合存在严重的腐蚀现象，采用的对策一是表面防腐，另一方面就是选用耐蚀新材料。目前应用的耐蚀新材料主要是金属钛管、哈氏合金、超级双相不锈钢、锆管等。余热回收换热器作用效果受材料物性、表面积大小，特别是传热管的结构形状、对流换热的组织方式和强度等多方面因素影响。对换热器用传热管,合理的功能结构不仅在于增加换热面积，更重要的是通过多尺度的结构形状来组织合理的流态，以达到最好散热效果的目的。关键词：换热器

2、；不锈钢；翅片管1不锈钢翅片管换热器的特性分析1.1不锈钢翅片管换热器的特点不锈钢通常具有较好的抗CO、CO2、NOX、SO2等酸性气体腐蚀性能，且价格比铜低。但不锈钢的导热系数比铜低得多，在换热器中应用必须进行传热强化，在不锈钢管外套翅片是强化传热的一种较好的方式。散热翅片管的加工工艺是把冷轧钢带用机械缠绕方法，绕在无缝钢管上，然后进行表面镀锌处理。散热翅片与散热管接触面积广而紧、传热性能好、稳定并且耐腐蚀。1.2翅片的结构形式目前翅片规格主要有：平片、波纹片和开窗片（桥片）。开窗片的换热性能比波纹片要好，似容易造成脏堵。实验结果表

3、明：采用波纹片和开窗片时，空气侧表面传热系数较平片分别增大20%和60%以上，见图2-2正弦波纹片与图2-3V型波纹片。图2-4为百叶幵窗片，图2-5为桥片（双窗口片），凸起的条纹或波纹将翅片表面沿气流方向逐段断开，以阻止翅片表面流动边界层的发展，使气流在各冲条部分形成新的边界层，即不断利用冲条的前缘效应，达到降低空气流动阻力、提高传热效果的0的。在空气流过平肋片吋，肋片表面上形成层流边界层，使传热热阻较大，换热系数低。波纹型翅片、冲缝翅片都奋增加气流扰动的作用，能够破坏翅片表面的边界层，使气流成为紊流，强化了翅片表面的换热能力。百叶

4、窗型的翅片可极人地改善热交换性能，特别是弧形百叶窗翅片可获得非常高的换热系数，几乎是波纹片的两倍。但引起的阻力损失也较大，影响大小与条缝高度有关。在翅片强化换热性能方面，弧形百叶窗翅片为最优，苏次为矩形百叶窗型、皱纹板型、波纹板型。这主要是因为在光直翅片中，连续稳定的粘性层流层妨碍了流体与翅片的换热；波纹翅片破坏了连续稳定的粘性层流层，所以换热系数增大了；而开缝式翅片，不仅破坏了连续稳定的粘性层流层，而且大大增加了流道中的紊流度，从而使换热系数进•一步增大。方形百叶窗和弧形百叶窗均是在翅片上开翻边槽，以此强化气流扰动，增强换热。弧形百

5、叶窗型翅片的开槽是沿着铜管外壁进行的，这样的好处是气流可以在百叶窗型翻边的诱导下更大面积的冲刷到管后部，即减小铜管后部的尾流区域，强化换热。1.3换热器的强化传热技术通过采用强化传热技术增强换热器中的换热强度能很好地节约能源，从而也间接地减少了人类的能源开采，保护了环境。有些强化传热技术可以使换热器的换热强度增强十倍以上，从而使换热器的尺寸和重量大人减少，并带来显著的经济和节能效益。因此，研究和开发强化传热技术对于国民经济的重要作用是不言而喻的。关于传热强化的物理机制可以归纳为：(1)壁面区和中心区流体的混合；(2)流体边界层的减薄；

6、(3)二次流的形成和湍流度增强等。在具体技术方面.强化传热可分为被动强化技术和主动强化技术，前者是指不需要外界动力的强化技术，包括壁面扰动装置、扩展表面（各种肋）、插入物、旋流器和湍流发生器等；后者是指需要输入外界动力的强化技术，包括机械振动、施加电场或磁场、流体中加添加物等。由于主动式强化技术所需设备复杂、价格昂贵，因此主要应用于一些特殊场合，使用范围相对冇限；而被动式强化设备则具冇设备简单，价格便宜等优势，0前己取得广泛应用。现在被动式强化传热技术方面己经取得了不少成果，不少研宄者应用不同的强化换热设备都取得了较好的强化传热效果。

7、2不锈钢翅片管换热器的生产工艺要求2.1弯管与套片对于弯管的要求主要是控制弯管的扁平率。扁平率太大会引起流动阻力的增加，同吋会使钢管局部变薄，容易引起钢管振动后产生破裂。需要注意的是，由于换热器两端板均采用翻边，如果套片吋将翅片的翻边一面朝向端板的翻边侧，就会引起此处的间距达到其他部分翅片间距的两倍，这样的后果是气体的局部流动阻力减小，引起局部风速加大，冇吋其至可引起吹水现象，这也是我们从风道中见到漏水的原因之一。2.2胀管过程中的胀量及质量控制胀管最重要的是依据不同钢管内径来选用合适的胀头直径。为保证钢管与翅片的紧密配合，只要翅片性

8、能好、胀制过程不破坏翅片，胀头适当偏大较好。胀管中的胀量是胀管最重要的工艺参数，它的大小直接影响到换热器的换热效率。大了胀裂翅片，小了管与翅片之间留有间隙，增加热阻。胀管后，换热器外形尺T要符合图纸要求，翅片要排列整齐