翅片管强制对流散热器散热量确定方法
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设计参考供暖型风机盘管散热量计算方法的探讨*哈尔滨工业大学 吴小舟m赵加宁兰州白银福来特室内环境设备有限公司 魏建民摘要 供暖型风机盘管由贯流式风机及U 形肋片管构成,其散热性能与传统风机盘管有很大不同。
以供暖型风机盘管在进水口热水温度为45~60e 及热水流量为30~110kg /h 时不同供热工况下的散热量为基础条件,探讨了设备在定流量及变流量运行时供暖型风机盘管的散热量计算方法。
关键词 供暖型风机盘管 散热量计算方法 对数平均温差 算术平均温差Study of heat release calculation methodof heating -only fan coil unitB y Wu X iaozhou n,Zh ao J ianin g and Wei J ianm inAbstract T he heat ing -o nly fan co il unit,which consists o f cr oss -flow fa n a nd U -ty pe co ils,isdiff ere nt fr om the tra ditio nal fan co il unit in hea t r elease per fo r mance.O n the conditions tha t the heat release when the supply wate r tem pe ra tur e is fr om 45t o 60e and the w ater flow r ate fr o m 30to 110kg /h,discusses the heat r elease ca lcula tio n metho d w hen the w ater flow r ate is constant or v ariable.Keywords he ating -only f an co il unit,heat r ele ase calculation metho d,log arithmic m ean temper atur e diff ere nce ,ar ithmetic mean temper ature diff er encen Harbi n Ins ti tute of Technology,Harbi n,China*/十一五0国家科技支撑计划重大项目(编号:2006BAJ 01A00)资助0 引言近年来,随着国家建筑节能政策的不断推广,能够利用太阳能、江河湖海水、城市建筑废热、地热及热电厂余热等低温热源的低温供暖系统得到广泛的发展与应用。
翅片散热器技术参数设置摘要:1.翅片散热器概述2.翅片散热器技术参数的设置2.1 材料选择2.2 翅片形状2.3 翅片间距2.4 翅片高度2.5 翅片厚度2.6 散热器的尺寸3.翅片散热器技术参数设置的影响因素3.1 环境温度3.2 散热器需求3.3 成本考虑4.翅片散热器技术参数设置的实际应用5.翅片散热器技术参数设置的未来发展趋势正文:翅片散热器是一种常见的散热设备,被广泛应用于各种电子产品、电机以及工业设备中。
它的主要作用是通过增加散热面积,提高散热效率,保护设备不过热损坏。
翅片散热器的技术参数设置直接影响其散热效果,因此必须合理设置。
翅片散热器技术参数的设置主要包括材料选择、翅片形状、翅片间距、翅片高度、翅片厚度、散热器的尺寸等。
这些参数的设置需要综合考虑散热器的使用环境、散热需求以及成本等因素。
首先,材料选择是翅片散热器技术参数设置的关键。
一般来说,翅片散热器的材料应该具有高的热导率和热容量,以提高散热效率。
常见的材料有铝、铜等。
其次,翅片形状、间距、高度、厚度等参数的设置应该根据散热器的具体需求来定。
这些参数的设置会影响到散热器的散热面积、风阻等,进而影响到散热效果。
再者,散热器的尺寸也是技术参数设置的重要内容。
过大或过小的尺寸都会影响到散热器的散热效果。
在实际应用中,翅片散热器技术参数的设置需要根据具体的使用环境、散热需求以及成本等因素来综合考虑。
例如,对于环境温度高、散热需求大的设备,应该选择热导率高、散热面积大的翅片散热器;对于成本敏感的设备,应该选择成本低、性能稳定的翅片散热器。
随着科技的发展,翅片散热器技术参数设置的未来发展趋势将更加注重环保、节能和高效。
例如,采用新型材料、新的制造工艺等,以提高翅片散热器的热传导效率,降低其能耗。
总的来说,翅片散热器技术参数的设置是一个复杂的过程,需要根据实际需求和条件来综合考虑。
热水管道的散热量计算公式热水管道散热是指管道内热水通过管壁向外界传递热量的过程。
在实际工程中,热水管道的散热量是一个重要的参数,它直接影响着热水管道的运行效率和能源利用效率。
因此,准确计算热水管道的散热量对于工程设计和运行管理至关重要。
在本文中,我们将介绍热水管道的散热量计算公式及其应用。
热水管道的散热量计算公式通常包括两部分,对流散热和辐射散热。
对流散热是指热水通过管壁向外界传递热量的过程,而辐射散热是指管道表面向外界辐射热量的过程。
下面我们将分别介绍这两部分的计算公式。
首先是对流散热的计算公式。
对流散热通常采用牛顿冷却定律进行计算,其公式为:Q = h A ΔT。
其中,Q表示单位时间内的散热量,单位为瓦特(W);h表示对流换热系数,单位为瓦特/平方米·摄氏度(W/m2·℃);A表示管道的外表面积,单位为平方米(m2);ΔT表示管道内外的温度差,单位为摄氏度(℃)。
在实际工程中,对流换热系数h的取值通常需要根据具体的工程条件和管道材料进行调整。
一般来说,对流换热系数h与流体的流速、流动状态、管道材料和管道表面处理等因素有关。
在计算对流散热时,需要根据具体情况选择合适的对流换热系数h的取值。
接下来是辐射散热的计算公式。
辐射散热通常采用斯特藩-玻尔兹曼定律进行计算,其公式为:Q = εσ A (T1^4 T2^4)。
其中,Q表示单位时间内的散热量,单位为瓦特(W);ε表示辐射率,是一个无量纲的参数,取决于管道表面的材料和处理方式;σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数,其取值约为5.67×10^-8 W/m2·K4;A表示管道的外表面积,单位为平方米(m2);T1和T2分别表示管道表面的温度和环境的温度,单位为开尔文(K)。
在实际工程中,辐射率ε的取值通常需要根据具体的管道材料和处理方式进行调整。
一般来说,辐射率ε与管道表面的材料、表面处理方式和表面温度等因素有关。
在计算辐射散热时,需要根据具体情况选择合适的辐射率ε的取值。
散热器中的散热量如何正确计算?本文来源南方采暖一、标准散热量标准散热量是指供暖散热器按我国国家标准(GB/T 13754-1992),在闭室小室内按规定条件所测得的散热量,单位是瓦(W)。
而它所规定的条件是热媒为热水,进水温度95℃,出水温度是70℃,平均温度为(95℃+70℃)/2=82.5℃,室温18℃,计算温差△T=82.5℃-18℃=64.5℃,这是散热器的主要技术参数,散热器厂家在出厂或售货时所标的散热量一般都是指标准散热量。
二、工程上采用的散热量与标准散热量的区别标准散热量是指进水温度95℃,出水温度是70℃,室内温度是18℃,即温差△T=64.5℃时的散热量。
而工程选用时的散热量是按工程提供的热媒条件来计算的散热量,现在一般工程条件为供水80℃,回水60℃,室内温度为20℃,因此散热器△T=(80℃+60℃)÷2-20℃=50℃的散热量为工程上实际散热量。
因此,在对工程热工计算中必须按照工程上的散热量来进行计算。
另外,不同标准有不同计算方法。
如采暖散热器的欧洲标准(EN 442)是由欧洲标准化委员会/技术委员会CEN所编制,按照CEN内部条例,澳大利亚、比利时、丹麦、芬兰、法国、意大利、荷兰、西班牙、瑞典、英国等18个国家必须执行此标准。
而欧洲标准(EN 442)的标准散热量与我国标准散热量是不同的,欧洲标准所确定的标准工况为:进水温度80℃,出水温度65℃,室内温度20℃,所对应的计算温差△T=50℃。
因此,欧洲标准散热量是在温差△T=50℃的散热量。
三、怎么计算散热器在不同温差下的散热量呢?散热量是散热器的一项重要技术参数,每一个散热器出厂时都标有标准散热量(即△T=64.5℃时的散热量)。
但是工程所提供的热媒条件不同,因此我们必须根据工程所提供的热媒条件,如进水温度,出水温度和室内温度,来计算出温差△T,然后计算各种温差下的散热量。
△T=(进水温度+出水温度)/2-室内温度。
高频焊翅片管散热器技术参数要求高频焊翅片管散热器技术参数要求1. 散热性能要求•散热器的散热效能,即散热器在规定条件下的散热能力,是高频焊翅片管散热器最重要的技术参数之一。
•散热器的散热性能主要由散热器材料、管子数量和管子间距等因素决定。
2. 管子材质要求•管子材质选择要合理,通常选用铝合金或铜质材料。
•铝合金的散热性能优于铜质材料,但成本相对较低。
•管子的表面处理也需要注意,一般涂覆防腐剂或进行阳极氧化等处理,以提高耐腐蚀性能。
3. 翅片间距要求•翅片管之间的间距应合适,太小会影响散热效果,太大则会造成空气阻力过大。
•正常情况下,翅片间距一般为1-2mm左右。
4. 翅片形状要求•翅片形状也是影响散热效果的重要因素,常见的翅片形状有直片、波纹片、鳍片等。
•不同的翅片形状会影响空气流动的方式和速度,从而影响散热效果。
5. 翅片数目要求•翅片数目越多,散热效果越好,但同时也会增加风阻。
•根据具体散热需求和空间限制,需合理确定翅片数。
6. 焊接工艺要求•高频焊翅片管散热器通常采用高频感应焊接技术进行焊接,要求焊缝牢固、密封良好。
•焊接工艺应优化,以保证翅片与管子之间的接触紧密,确保热量能够有效地传递。
示例解释说明以一款高频焊翅片管散热器为例,该散热器采用铝合金制作,管子间距为,翅片采用波纹形状,共有200根管子和250片翅片。
散热器的散热性能优越,由于选用铝合金材料,其散热效能比铜质材料更好。
同时,管子间距为,既能保证散热面积充足,又能减少空气阻力。
翅片的波纹形状能够增加紊流,提高了热量传递效率。
而且,200根管子和250片翅片的组合保证了散热面积的充分利用,从而进一步提高了散热器的散热性能。
焊接工艺方面,高频感应焊接技术被采用,确保了焊缝的牢固性和密封性,翅片与管子之间的接触紧密,热量可以顺利传递。
综上所述,该款高频焊翅片管散热器符合散热性能要求,其材质、翅片形状、数量以及焊接工艺等参数都是经过合理设计的。
实验14 强迫对流放热系数实验一、实验目的1. 了解实验装置,掌握测试仪器、仪表的使用方法;2. 学会翅片管束管外放热和阻力的测定方法。
二、实验原理空气(气体)横向流过翅片管束时的对流放热系数除了与空气流速及物性有关以外,还与翅片管束的一系列几何因素有关,函数关系如下:t l o o o o o(PP H B Nu f Re Pr N D D D D D δ=、、、、、、、)(1)式中:o Nu D α=;o m Re D U γ=;Pr C μλ=;m m G U ρ=⋅H Bδ、、分别为翅片高度、厚度、和翅片间距;P t 、P l 为翅片管的横向管间距和纵向管间距; N 为流动方向的管排数;D o 为光管外径,U m 、G m 为最窄流通截面处的空气流速(m/s )和质量流速(kg/m 2s );λ、ρ、μ、γ、α为气体的物性值。
此外,放热系数还与管束的排列方式(顺排和叉排)有关,由于在叉排管束中流体的紊流度较大,故其管外放热系数会高于顺流。
对于特定的翅片管束,其几何因素是固定不变的,这时,式(1)可简化为:(,)Nu f Re Rr = (2)对于空气,Pr 数可看作常数,故n()Nu f Re CRe== (3)式中:C 、n 为实验关联式的系数和指数。
采用光管外表面积作为基准,定义放热系数:()o a wo πQn D L T T α=-2W /m ℃(4)式中:Q 为总放热量;n 为放热管子的根数;0πD L 为支管的光管换热面积(m 2);T a 为空气平均温度(℃),T wo 为光管外壁温度(℃)。
工程上通用威尔逊方法测求管外放热系数,即:o wii111D R KD αα=--- (5)式中:K 为翅片管的传热系数,可由实验求出o πv QK n D L T T α=-()(6)其中:v T 代表管内流体的平均温度,i α是管内流体对管内壁的放热系数,w R 由管壁的导热公式计算。
3mm铜板翅片与空气强制对流的换热系数
(原创版)
目录
1.介绍铜板翅片与空气强制对流的换热系数的概念
2.解释对流换热系数的计算公式
3.说明影响对流换热系数的因素
4.结论
正文
一、铜板翅片与空气强制对流的换热系数的概念
铜板翅片与空气强制对流的换热系数,又称对流换热系数,是指流体与固体壁面之间对流传热的热流与它们的温度差成正比的物理量。
它反映了流体与固体表面之间换热的能力,单位为 W/(m2·K) 或 J/(m2·K)。
二、对流换热系数的计算公式
对流换热系数的基本计算公式由牛顿于 1701 年提出,又称牛顿冷却定律。
牛顿指出,流体与固体壁面之间对流传热的热流与它们的温度差成正比,即:qh = h * (T1 - T2),其中 qh 表示对流换热热流,h 表示对流换热系数,T1 表示固体壁面的温度,T2 表示流体的温度。
三、影响对流换热系数的因素
对流换热系数受多种因素影响,主要包括以下几点:
1.流体的物性:流体的导热系数、比热容和密度等物性会影响对流换热系数。
2.流速:流速越快,对流换热系数越大。
3.壁面的形状和粗糙程度:壁面的形状和粗糙程度会影响对流换热系数,一般情况下,壁面越粗糙,对流换热系数越大。
4.壁面与流体之间的温差:温差越大,对流换热系数越大。
四、结论
铜板翅片与空气强制对流的换热系数是衡量流体与固体表面之间换热能力的重要物理量。
计算公式源于牛顿冷却定律,受流体的物性、流速、壁面的形状和粗糙程度以及壁面与流体之间的温差等多种因素影响。
散热器的标准散热量散热器是一种用于散热的设备,广泛应用于电脑、汽车、工业设备等领域。
它的主要作用是将热量从热源传导到散热器表面,再通过散热器表面的散热片散发出去,以维持设备的正常工作温度。
而散热器的标准散热量则是评价散热器性能的重要指标之一。
散热器的标准散热量是指在一定条件下,散热器单位时间内散热的热量。
通常以瓦特(W)为单位。
标准散热量的大小取决于散热器的设计、材料、工作环境等因素。
在选择散热器时,了解其标准散热量是非常重要的,因为它直接影响着散热器的散热效果。
散热器的标准散热量与其表面积、材料导热系数、设计结构等因素密切相关。
一般来说,散热器的表面积越大,标准散热量越高。
而材料的导热系数也是影响散热器散热量的重要因素,导热系数越高,散热器的散热效果越好。
此外,散热器的设计结构也会对标准散热量产生影响,合理的设计结构能够提高散热器的散热效率。
在实际应用中,我们可以通过一些测试方法来测量散热器的标准散热量。
例如,可以采用热平衡法、热流计法等来进行测试。
通过这些测试方法,我们可以准确地了解散热器的散热性能,从而选择适合的散热器来满足实际需求。
除了上述因素外,环境温度、风速等外部条件也会对散热器的标准散热量产生影响。
在高温环境下,散热器的散热效果会受到一定影响;而风速的增加则有利于提高散热器的散热效率。
因此,在实际使用中,我们也需要考虑这些外部因素对散热器性能的影响。
总的来说,散热器的标准散热量是评价散热器性能的重要指标之一,它受到多种因素的影响。
在选择散热器时,我们需要综合考虑散热器的设计、材料、工作环境等因素,以确保选择到具有合适标准散热量的散热器,从而满足实际的散热需求。
同时,在实际使用中,我们也需要注意外部条件对散热器性能的影响,以保证散热器的正常工作和散热效果。
在日常生活和工作中,散热器的应用越来越广泛,因此了解散热器的标准散热量对于我们来说是非常重要的。
希望本文的内容能够帮助大家更好地了解散热器的标准散热量,从而在实际应用中能够选择到合适的散热器,保证设备的正常工作和稳定性能。
翅片管换热器原理及选取翅片管换热器目前使用最广泛的是钢铝翅片管(绕片式钢铝复合型翅片管、轧片式钢铝复合型翅片管)它利用了钢管的耐压性和铝的高效导热性能,在专用的机床上复合而成。
其接触热阻在210℃的工作情况下几乎为零。
翅片管换热器一般用于加热或冷却空气,具有结构紧凑,单位换热面积大等特点。
广泛应用于纺织,印染,石油,化工,干燥,电力等各个领域。
供暖系统的热媒(蒸汽或热水)通过散热设备的壁面主要以对流传热方式(对流传热量大于辐射传热量)向房间传热。
这种散热设备通称为翅片管换热器。
而以钢制散热翅片管制作的翅片管换热器通称翅片管换热器。
这既是它的定义也是它的原理。
那么又该怎么选取呢?通豪热能小编接下就跟大家分享一下翅片管换热器的选取。
其实在只要知道其基本要求就不会再选取时迷茫,基本要求如下:1.热工性能方面的要求。
翅片管换热器的传热系数K值越高,说明其散热性能越好。
提高散热器的散热量,增大翅片管换热器传热系数的方法,可以采用增加外壁散热面积(翅片式散热器)、提高散热器周围空气流动速度和增加散热器向外辐射强度等途径。
2.经济方面的要求。
翅片管换热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少,成本越低,其经济性能好。
翅片管换热器的金属热强度是衡量散热器经济性的一个标志。
金属热强度是指散热器内热媒平均温度与室内空气温度差为1℃时,每公斤质量散热器单位时间内所散发的热量。
这个指标可作为衡量同一材质散热器经济性的一个指标。
对于不同材质的翅片管换热器,其经济评价标准宜以翅片管换热器单位散热量的成本(元/w)来衡量。
3.安装使用和工艺方面的要求。
翅片管换热器应具有一定的机械强度和承压能力;翅片管换热器的结构形式应便于组合成所需要的散热面积,结构尺寸要小,少占房间面积和空间,翅片管换热器的生产工艺应满足大批量生产的要求。
4.卫生和美观方面的要求。
翅片管换热器外表光滑,不积灰和易于清扫,翅片管换热器的装设不应影响房间观感。
5.使用寿命的要求。
翅片管束外强制对流换热系数及阻力的测定实验一、实验目的1.了解对流换热的实验研究方法;2.学会翅片管束管外放热和阻力的实验研究方法3.学习测量风速、温度、热量的基本技能。
二、实验原理根据相似理论,流体受迫外掠物体时的换热系数α与流体流速、物体几何参数、物体间的相对几何位置以及流体物性等的关系可用下列准则方程式描述:Nu = f (Re,Pr) (12.2—1)实验研究表明,空气横掠管束表面时,由于空气普郎特数(Pr=0.7)为常数,故一般可将上式整理成下列的指数形式,Nu m = C Re m n (12.2—2)式中Nu m——努谢尔特准则,Nu m=α d / λm ;Re m——雷诺准则Re m = ω d / νm;C、n——均为常数,由实验确定。
上述各准则中α——壁面平均对流换热系数,W/m2·℃;d——实验管外径,作为定性尺寸,m;λ——空气导热系数,W/m·℃;ω——空气流过实验管外最窄截面处流速,m/s;ν——空气运动粘度,m2/s。
角下标“m”表示以空气边界层平均温度t m = 0.5(t w+t f)作为定性温度。
式中t w为实验管壁面平均温度,[℃],t f为空气平均温度,[℃]。
本实验的任务在于确定C与n的数值,首先使空气流速一定,然后测定有关的数据:电流I 、电压V 、管壁温度t w 、空气温度t f 、微压计动压头h、测试段静压差H(阻力)。
至于α、ω在实验中无法直接测得,可通过计算求得,而物性参数可在有关书中查得。
得到一组数据后,可得一组Re、Nu值;改变空气流速,又得到一组数据,再得一组Nu、Re值;改变几次空气流速,就可得到一系列的实验数据。
三、实验设备本对流实验在实验风洞中进行。
实验风洞主要由风洞本体、风机、构架、实验管及其加热器、水银温度计、倾斜式微压计、皮托管、电位差计、功率表以及调压变压器等组成。
实验风洞如图12.2-1所示(温度计、微压计、电位差计、调压变压器等在图中未示出)。
翅片管换热器传热计算发表时间:2018-07-05T14:25:49.843Z 来源:《防护工程》2018年第5期作者:匡中昌[导读] 翅片侧流体通过管排的压力降与翅片管纵向管排数成正比,而当纵向管排数大于4排时,管排数量对传热系数没有明显影响。
佛山市创图机械有限公司广东佛山 528231 摘要:换热器传热壁两侧流体的传热膜系数相差较大时,换热器的总传热系数将主要取决于较小的流体的传热系数,为了提高换热器的传热能力,可在传热膜系数小的一侧加翅片管。
影响翅片管表面强化传热的主要因素是翅片高度、翅片节距以及翅片材料的导热系数等,而翅片管翅根直径、管束的纵向节距和横向节距对翅片侧流体的流动阻力的影响很大。
翅片侧流体通过管排的压力降与翅片管纵向管排数成正比,而当纵向管排数大于4排时,管排数量对传热系数没有明显影响。
关键词:翅片效率;努塞尔数;传热系数;压力降换热器传热壁两侧流体的传热膜系数相差较大时,换热器的总传热系数将主要取决于较小的流体的传热系数。
为了提高换热器的传热能力,可在传热膜系数小的一侧加翅片。
如一侧流体是传热膜系数较小的气体,另一侧是传热膜系数较大的液体,这时就可以在传热膜系数较小的气体一侧加装翅片。
1计算条件一台翅片管换热器,管程走导热油,设计温度278℃。
壳程走空气,温度从20℃升到180℃,空气的流量为60kg/s,壳程的压降控制在600Pa以下。
2计算方法2.1计算翅片管的传热面积和流动通道翅片的表面积翅片之间的管表面积翅片管总表面积A=AF+AW=5242.8589+359.68682=5602.5457 m2由于P<x,则穿过nt根管的最小流动面积为: Smin=2ntL(x-P3)=2×26×6.8×(0.1369356-0.0917878)=15.964262m2 2.2计算翅片管的传热系数Vmax=M/(Sminρ)=60/(15.964262×0.9)=4.1759944m/sRe=VmaxDrρ/μ=4.1759944×0.038×0.9/0.000022=6491.7731Pr=cpμ/λ=1021.6×0.000022/0.031=0.7250065由于l/Dr=0.018/0.038=0.47,翅片管为高翅管,则努塞尔数:管排平均传热系数2.3翅片管传热方程管壁温度与流体温度的温差:换热器需要的换热量:Q=MCp(T2-T1)=60×1021.6×(180-20)=9807360 J/sQ计>Q,换热器满足要求。
散热器散热量怎么计算?详细点放出热量Q放=cm(t-t0)散热量是散热器的一项重要技术参数,每一种散热器出厂时都标有标准散热量(即△T=64.5℃时的散热量)。
但是工程所提供的热媒条件不同,因此我们必须根据工程所提供的热媒条件,如进水温度、出水温度和室内温度,计算出温差△T,然后根据各种不同的温差来计算散热量,△T的计算公式:△T=(进水温度+出水温度)/2-室内温度。
现介绍几种简单的计算方法:(一)根据散热器热工检验报告中,散热量与计算温差的关系式来计算。
在热工检验报告中给出一个计算公式Q=m×△Tn,m和n在检验报告中已定,△T可根据工程给的技术参数来计算,例:铜铝复合74×60的热工计算公式(十柱)是:Q=5.8259×△T(十柱)1.标准散热热量:当进水温度95℃,出水温度70℃,室内温度18℃时:△T =(95℃+70℃)/2-18℃=64.5℃十柱散热量:Q=5.8259×64.5=1221.4W每柱散热量1224.4 W÷10柱=122 W/柱2.当进水温度80℃,出水温度60℃,室内温度18℃时:△T =(80℃+60℃)/2-18℃=52℃十柱散热量:Q=5.8259×52=926W每柱散热量926 W÷10柱=92.6W/柱3.当进水温度70℃,出水温度50℃,室内温度18℃时:△T =(70℃+50℃)/2-18℃=42℃十柱散热量:Q=5.8259×42=704.4W每柱散热量704.4W ÷10柱=70.4W/柱(二)从检验报告中的散热量与计算温差的关系曲线图像中找出散热量:我们先在横坐标上找出温差,例如64.5℃,然后从这一点垂直向上与曲线相交M点,从M 点向左水平延伸与竖坐标相交的那一点,就是它的散热量(W)。
(三)利用传热系数Q=K·F·△T一般来说△T已经计算出来,F是散热面积,传热系数K,可通过类似散热器中计算出来或者从经验得到的,这种计算方法一般用在还没有经过热工检验,正在试制的散热器中。
翅片管换热器的主要技术参数翅片管换热器的主要技术参数1. 引言翅片管换热器是一种常见的换热设备,其主要作用是通过翅片管的散热和换热功能,实现热量的传递和温度的调节。
翅片管换热器被广泛应用于工业生产中,包括化工、石油、电力等领域。
了解翅片管换热器的主要技术参数对于设计和运营人员来说至关重要,因此在本文中,我将详细介绍翅片管换热器的主要技术参数,并对其进行全面评估。
2. 翅片管换热器的主要技术参数2.1 散热面积翅片管换热器的散热面积是一个非常重要的技术参数。
它直接影响着换热效率和性能,通常用于评估散热器在一定工况下的换热能力。
散热面积的大小取决于翅片管换热器的设计尺寸和结构,同时也受到换热介质的流速、温度和物性参数的影响。
在实际应用中,需要对散热面积进行精确计算和评估,以保证换热器的正常运行和高效工作。
2.2 翅片间距翅片管换热器的翅片间距也是一个关键的技术参数。
翅片间距的大小直接影响着翅片管内流体的流动阻力和换热传递效率。
通常情况下,较小的翅片间距可以增加流体的湍流程度,进而提高换热传递效率,但也会增加流体的流动阻力;而较大的翅片间距则可以降低阻力,但换热效果会相应减弱。
在实际设计和运行中,需要对翅片间距进行合理选择和调节,以实现最佳的换热效果和能耗控制。
2.3 温差翅片管换热器的温差是指散热剂和换热剂之间的温度差,也是一个重要的技术参数。
温差的大小直接影响着翅片管换热器的换热速率和温度调节能力。
通常情况下,较大的温差可以提高换热速率,但也会增加能耗和运行成本;而较小的温差则可以降低能耗,但换热速率会相应减弱。
在实际应用中,需要对温差进行合理控制和调节,以实现能耗和换热效率的平衡。
3. 总结通过本文的介绍和评估,我对翅片管换热器的主要技术参数有了更深入和全面的了解。
熟悉这些技术参数,可以帮助我更好地设计和运行翅片管换热器,提高生产效率和降低能耗成本。
在实际应用中,需要根据具体的工艺条件和要求,合理选择和调节这些技术参数,以实现最佳的换热效果和运行性能。
暖气片十大品牌数量的选择及计算方法有些家庭装修后,发现金旗舰暖气片很热但是屋里不热。
是什么原因造成的呢?其实就是暖气片组数选择少了。
那么到底选择多少组好呢,这里给大家一个参考算法:1.算面积:计算卧室、起居室、卫生间等面积,作为测算的基础数据。
2.算瓦数(W):“W”(瓦)是暖气的供暖量,多大“W”可以温暖多大面积的房间有计算依据,我们可根据以下民用建筑供暖热指标测算参考数据,暖气片十大品牌金旗舰暖气片,一线明星代言,暖通O2O第一品牌。
来计算出应购暖气的数量。
住宅45-70,办公室、学校40-80,医院、幼儿园65-80,单层住宅80-105,食堂、餐厅115-140(单位:W/平方米)。
以上仅为理论数值,实际生活中可能还会有所变化。
一般情况下,把边、阴面、顶楼、底楼要冷一些,在计算供暖量的时候要考虑富裕量。
可再适当加上10%~20%作为富裕量,以免暖气在冷天时热量不够。
供热不足也要适量增加。
3.算片数:当需要的总瓦数计算出来后,就可以换算出需要购买暖气的片数,进而可以计算出需要购买暖气的组数。
(购买暖气都有散热功率的)。
4.安装注意不要影响暖气的散热空气对流5.实例计算 20平米客厅(阴面)按照住宅热值中间值60w/平暖气选用75*75/400的柱形铜铝暖气(散热功率107w/柱)暖气组数n=20*60*1.2/107=13.45 取整数14柱如果选用75*75/1600的柱形铜铝暖气(散热功率366w/柱)暖气组数n=20*60*1.2/366=3.9 取整数4柱。
如何计算确定自家各个房间所需暖气片的数量近一段时间很多的网友通过各种渠道(电话、QQ、msn、Email)咨询我购买暖气的数量,几乎第一句话就是:“你家暖气怎么卖?多少钱一组?稍微在市场上转了转的是这么说的:你家暖气一片能管多大面积?”要知道这么问是很不科学的,为何这么说呢?因为确实暖气最终装到家里面是按照组来计算的,但是是要按照片来换算的。
天津城建大学学报 第22卷 第4期 2016年8月Journal of Tianjin Chengjian Universit y V ol.22 No.4 Aug. 2016收稿日期:2015-09-04;修订日期:2015-09-24 作者简介:田 瑞(1991—),男,山东泰安人,天津城建大学硕士生. 通讯作者:赵树兴(1962—),男,教授,从事建筑节能与集中供热新技术研究.E-mail :zhaoshuxing@翅片管强制对流散热器散热量确定方法田 瑞1,赵树兴1,金 阳2,马巧燕3,杜 赫1,沈明月1(1. 天津城建大学,天津 300384;2. 河北大地建设科技有限公司,石家庄 050021;3. 北京住总房地产开发有限责任公司,北京 100020)摘要:在研究分析翅片管内、外换热特性及其计算方法的基础上,通过对翅片管内水侧换热的理论计算和翅片管外空气侧换热的数值模拟分析,提出了一种用来确定不同结构参数时翅片管强制对流散热器散热量的有效方法并进行了实验验证分析,同时给出了该方法的应用算例. 关 键 词:翅片管强制对流散热器;理论计算;数值模拟;散热量中图分类号:TU832.23:TK124 文献标志码:A 文章编号:2095-719X (2016)04-0282-05翅片管强制对流散热器是一种新型高效的供暖系统末端装置.近年来,为了使其更加节能、高效、紧凑,研究人员试图对其结构进行创新与优化.在进行结构优化研究中,翅片管强制对流散热器散热量的确定,既是重点又是难点.翅片管强制对流散热器的热量传递过程主要包括管内热水与翅片管内壁间的对流传热过程、翅片管内壁与外壁间的导热过程以及翅片管外壁与冷空气间的对流传热过程.其中,管内热水与翅片管内壁间的对流传热过程以及翅片管内壁与外壁间导热过程的理论计算已非常成熟,可通过已有公式精确算出翅片管内热水散热量及管内热水与翅片管内壁间的表面传热系数等参数.而翅片管外壁与空气间的对流换热过程十分复杂,尚未形成统一、成熟的数学公式对其进行理论计算.现有文献中运用CFD 模拟软件对翅片管内外同时建模来模拟得其散热量的内容涉及很少,而且在实际建模中遇到很多困难.所以,单纯依靠理论计算或数值模拟都不能有效得出翅片管强制对流散热器的散热量.为解决这一问题,本文拟通过翅片管内水侧换热的理论计算和翅片管外空气侧换热的数值模拟分析相结合的方法,以确定不同结构参数时强制对流散热器的散热量.1 研究对象的选取U 型翅片管强制对流散热器是目前常见的一种强制对流散热器,其中又以铜管铝翅片强制对流散热器最为常用.本文选用图1所示的U 型铜管铝翅片强制对流散热器作为研究对象,其主要的结构参数如表1所示[1].(a )散热器主视图和侧视图(b )翅片管结构详图图1 U 型铜管铝翅片强制对流散热器结构示意图 表1 铜管铝翅片强制对流散热器主要结构参数 mm1d2d 3d f δg δ L D 1S 2S fe 16.517.818.40.30.65 150 108 75503~6注:1d 为铜管内径;2d 为铜管外径;3d 为翅片管外径;f δ为翅片厚度;g δ为铜管壁厚;L 为翅片高度;D 为翅片宽度;1S 为铜管的横向间距;2S 为铜管的竖向间距;f e 为翅片间距.能源与机械天津城建大学学报 田 瑞等:翅片管强制对流散热器散热量确定方法 ·283·2 翅片管内水侧换热理论计算2.1 翅片管内热水的放热量在给定翅片管进、出水温度条件下,某一水流量对应的热水放热量可用下式计算in out ()3.6c G t t Q ⋅⋅−= (1)式中:Q 为水的放热量,W ;c 为水的比热,kJ /(kg )⋅℃;G 为水的质量流量,kg /h ;in t 为翅片管进水温度,in t =60℃;out t 为翅片管出水温度,out t =50℃.2.2 管内热水与翅片管内壁间的表面传热系数管内热水与翅片管内壁间的表面传热系数h 需通过判断翅片管内热水流态来确定.判断翅片管内热水流态的依据为水流的雷诺数,如下式[2] 1123600ud Gd Re A νρν==×(2)式中:Re 为水流的雷诺数;1d 为翅片管内径,m ;ρ为水的密度,3kg /m ;A 为翅片管水流截面积,2m ;ν为水的运动黏度系数,2m /s .当水流的雷诺数Re 大于2300时,水流态处于过渡区或紊流区,水的努谢尔特数Nu 可采用格林尼斯基提供的经验公式,如下式[2]0.870.012(280)Nu Re =⋅-0.42/30.111f f w1(()d PrPr l Pr ⎡⎤+⎢⎥⎣⎦(3)式中:Nu 为水的努谢尔特数;f Pr 为定性温度为55℃时水的普朗特数;w Pr 为定性温度为管内壁温时水的普朗特数;l 为翅片管长度,l =1.3m .式(3)的适用条件:1.5<f Pr <500,0.05< fwPr Pr <20,2300<Re <10000. 管内热水与翅片管内壁间的平均表面传热系数h 可由下式求得[2]1h Nud λ=(4)式中:h 为管内热水与翅片管内壁间的对流换热系数,2W /(m ⋅℃);λ为水的导热系数,W /(m )⋅℃. 2.3 管内热水与翅片管外壁的温差在确定管内热水与翅片管外壁的温差时,涉及到两个传热过程,即管内热水与翅片管内壁间的对流传热过程和翅片管内壁与外壁间的导热过程,因此管内热水与翅片管外壁的温差由两部分组成,如下式[2] 311ln 24d Q Qt h d l l d λΔ=+ππ (5)式中:t Δ为管内热水与翅片管外壁的温差,℃;3d 为翅片管外径,mm .3 翅片管外空气侧换热数值模拟3.1 物理模型由于翅片数目较多,若进行全尺寸的数值模拟,网格数量非常多,前期建模和网格划分的工作量将非常大,后期数值计算也会给处理工作带来很大的困难[3].基于翅片管强制对流散热器几何结构的对称性,本文对翅片管进行分段建模,来揭示整个散热器中流体的散热状况.计算区域由每段所含总的翅片数和其前后两个空气层的一半空间构成.本文采用CFD 模拟软件建立物理模型.在Gambit 建模过程中,为了保证物理模型的可靠性及计算的稳定性,建模时考虑了空气入口区域和出口区域两个延伸的区域:将进口区延长至2倍管径的长度,目的是为了使空气来流分布均勾,减小气流不均匀性的影响,避免入口处的入口效应;出口延长至7倍管径的长度,该区域的设定是为了减小空气回流对模拟计算结果精度和准确性的影响[4].单元计算模型(仅含一片翅片)如图2所示.图2 单元计算模型示意图3.2 网格划分网格划分质量的好坏直接关系到数值模拟计算结果的精确度与可信度.本文使用Fluent 默认前处理程序Gambit 来进行网格划分:采用Hex/Wedge 网格单元,Cooper 网格类型划分翅片及空气区域. 3.3 数学模型及基本假设针对本文所模拟的内容进行简化并且给出如下基本假设[5]:(1)流动和换热处于稳定状态,流体为不可压缩的常物性气体.·284· 天津城建大学学报 2016年第22卷第4期(2)入口各处空气流速和物性相同,速度分布均匀.(3)流体在固体壁面上没有滑移.(4)翅片具有温度,其温度非均匀分布,具体位置温度由耦合传热计算得出.(5)翅片材料的物性参数为常数.(6)假定翅片和铜管表面光滑且接触良好,忽略翅片与铜管之间的接触热阻.(7)由于散热器翅片侧是强制对流散热,所以可以忽略模型和空气之间的辐射换热.3.4边界条件及求解方法空气入口设为速度入口边界条件(velocity inlet);空气出口设为出流边界条件(outflow);翅片和空气接触面设为耦合面(coupled),这种边界条件可以实现流体和固体的耦合换热;翅片管外壁设为默认边界条件,假设翅片管外壁温度沿水流方向线性变化,并可由管内热水与翅片管外壁间温差tΔ求得;其余表面设置为对称边界条件,能使计算模型、网格数均减小一半,节省计算时间.因本文研究的是不可压流动问题,故采用Segregated求解器进行求解;湍流模型为标准k-ε模型;壁函数选用标准壁函数;控制方程采用单精度分离式算法;压力与速度的耦合采用SIMPLE算法;压力插值格式选用 standard 格式,动量方程与k-ε方程的对流项离散采用二阶迎风差分格式.本文中,散热器放置在完全敞开空间,周围环境为一个大气压,所以设定工作压力为101325Pa;考虑重力的影响;由于翅片表面温度是由管壁对翅片的导热所获得,翅片的温度分布沿导热热流传递的方向是不断变化的,而翅片表面的温度场分布对于翅片管散热器的散热量有一定的影响,在数值模拟过程中,需考虑翅片与翅片管管壁的导热作用[6].3.5实验验证为验证数值模拟的正确性,委托散热器生产厂家生产出了翅片间距fe=3mm,其他结构参数如表1所示的散热器样品,在散热器热工性能测试实验台上,按照GB/T13754—2008《采暖散热器散热量测定方法》[7]中的具体规定对该样品进行测试.实验选取进出口温度分别为95.0℃/70.2℃、75.0℃/56.7℃和57.0℃/45.6℃共3种工况对散热器进行测试,分别得到不同工况下散热器的实验测试散热量.根据散热器样品建立物理模型,在3种工况下对其进行数值模拟计算,分别得到不同工况下散热器的模拟计算散热量.将不同工况下散热器的散热量实验测试值与模拟计算值整理如表2所示.通过实验测试值与模拟计算值的比较,验证数值模拟的正确性[8-9].表2散热器实验测试值与模拟计算值的对比进出水温度/℃散热量实验测试值/W散热量模拟计算值/W散热量相差百分比/%,95.0/70.2 2,919.8 3,053.4 4.475.0/56.7 2,129.6 2,170.3 1.957.0/45.6 1,336.2 1,387.9 3.7由表2可知,3种工况下散热器散热量的实验测试值与模拟计算值相差均不超过5%,由此可见,本文所提出的确定强制对流散热器散热量的计算方法是正确的.4应用算例翅片间距是影响强制对流散热器散热性能的重要因素,因此,本文以翅片间距与强制对流散热器散热量之间的关系为例,来说明上述散热器散热量计算方法的应用.理论计算和模拟分析的基本条件为:散热器翅片管进水温度为60℃,出水温度为50℃;散热器风机风量恒定为6003m/h,进风风速为2.2m/s,进风温度为16℃;翅片间距fe变化范围为3~6mm,本文分别取3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0mm进行计算,散热器其他结构参数不变.4.1管内热水放热量理论计算本文管内热水流量取值范围为100~250k/hg,根据上述翅片管内水侧换热理论计算公式可得:在给定散热器进、出水温度的情况下,翅片管内热水放热量在1160~2900W之间变化,如图3所示;管内热水与翅片管外壁的温差在19~23℃之间变化,如图4所示.图3热水流量-热水放热量关系曲线天津城建大学学报 田 瑞等:翅片管强制对流散热器散热量确定方法 ·285·图4 热水放热量-管内热水与翅片管外壁温差关系曲线4.2 管外空气得热量模拟计算根据初步测算,管内热水与翅片管外壁温差大概在19~22℃之间变化,本文选取19,20,21,22℃ 共4种情况进行模拟,得出了4种温差时不同翅片间距下管外空气得热量,如图5所示.图5 翅片间距-空气得热量关系曲线4.3 散热器散热量确定根据能量平衡原理,即:散热器散热量=管外空气得热量=管内热水放热量,利用图3、图4和图5便可确定某一翅片间距下的散热器散热量.具体方法如下:首先利用图3,可查得某一热水流量0G 下的热水放热量0Q (它也是空气得热量),再利用图4由0Q 查得管内热水与翅片管外壁温差0t Δ,最后利用图5,由0Q 和0t Δ确定一点,该点所对应的翅片间距为0f e ,进而得到翅片间距为0f e 时的散热量为0Q .由此可知,在给定散热器进、出水温度和其他参数不变的条件下,翅片间距与散热器散热量存在一一对应的关系.根据图3、图4和图5,可进一步整理得到翅片间距与散热器散热量的关系曲线,如图6所示.图6 翅片间距-散热器散热量关系曲线5 结 论在翅片管强制对流散热器结构优化研究中,其散热量的确定是个难题.本文对翅片管内水侧换热采用理论计算方法,而对翅片管外空气侧换热采用数值模拟分析方法,并将两者有机结合,进而给出了一种确定强制对流散热器散热量的方法.通过实验验证,该方法是正确的、有效的,对于翅片管强制对流散热器结构优化研究具有借鉴意义. 参考文献:[1] 赵加宁. 低温热水采暖末端装置[M ]. 北京:中国建筑工业出版社,2011.[2] 章熙民,任泽霈,梅飞明. 传热学[M ]. 北京:中国建筑工业出版社,2007.[3] 陈 健. 板肋管换热器传热流动特性的实验研究与计算[D ]. 杭州:浙江大学,2012.[4] 何泽明. 空气横掠平直翅片管流动与换热的数值研究[D ]. 太原:太原理工大学,2013.[5] 王云龙. 翅片管式换热器设计软件开发及影响参数研究[D ]. 大连:大连理工大学,2013.[6] 李锋平,刘金祥,陈 鹏,等. 肋片几何参数对肋片管表冷器性能影响的数值模拟[J ]. 建筑科学,2010(8):88-91.[7] 采暖散热器散热量测定方法:GB/T13754—2008[S ]. [8] 吴小舟,赵加宁,魏建民. 供暖型风机盘管散热量计算方法的探讨[J ]. 暖通空调,2010(7):63-66.[9] 许冬梅,王 侃,霍尚龙,等. 双铜管铜铝复合柱翼型散热器的结构优化[J ]. 暖通空调,2010(1):134-136.Study on Determination Method of Heat Dissipation Capacity ofFin Tube Forced Convection RadiatorTIAN Rui 1,ZHAO Shuxing 1,JIN Yang 2,MA Qiaoyan 3,DU He 1,SHEN Mingyue 1(1.Tianjin Chengjian University ,Tianjin 300384,China ;2.Heibei Dadi Construction Technology Co.,Ltd.,Shijiazhuang 050021,China ;3.Beijing Zhuzong Real Estate Development Co.,Ltd.,Beijing 100020,China )·286· 天津城建大学学报 2016年第22卷第4期Abstract:Based on the research and analysis of the heat transfer characteristics in the out of the fin tube and the calculation method of the capacity,through the theoretical calculation of the water side’s heat transfer in the fin tube and the numerical simulation analysis of the air side’s heat transfer out of the finned tube,this paper puts forward an effective method to de-termine the heat dissipating capacity of the fin tube forced convection radiator under different structural parameters.What’s more,this paper does the experimental verification.At the same time,this paper gives an application example of this method.Key words:fin tube forced convection radiator;theoretical calculation;numerical simulation;heat dissipating capacity (上接第264页)Research On Seismic Isolation Characteristics of Large-spanContinuous Girder Bridge Based on Fiber Element ModelRONG Jie,LÜ Yang,LI Zhongxian(School of Civil Engineering,TCU,Tianjin 300384,China)Abstract:In this paper,a finite element analysis model is established for an approach span of a cross-sea bridge with the beam,pier and pile simulated by fiber beam elements,the pile cap simulated by layered shell element,and the lead rubber bearings simulated by Bouc-Wen model.Through the dynamic elastic-plastic analysis,the influence rule of the dynamic characteristics and seismic isolation effect of the two parameters of the yield force of Lead Rubber Bearing(LRB)and post-yield stiffness on the bridge structure was discussed.The results show that LRB has obvious seismic reduction effects on large-span continuous girder bridge,such as the significant decrease of the relative dis-placement of t he pier and t he shear force at t he bot t om of t he pier.The smaller t he yield force of LRB,t he dis-placement of the pier and the shear force at the bottom of the pier,the better the seismic reduction effect will be.The smaller t he post-yield st iffness of LRB,t he bet t er t he seismic isolat ion effect will be.Unreasonably reducing t he yield strength of LRB may increase its displacement,causing its damage beforehand,even beam lowering.Key words:fiber element model;LS-DYNA;large-span continuous girder bridge;LRB;seismic isolation char-acteristics(上接第281页)Stress Analysis on Incremental Launching Construction Processof Continuous Beam of Long-span Concrete-filledSteel Tube Arch Bridge over Xixi RiverFAN Kaipan1,HUANG Xin2,CHEN Guosheng2(1. Tianjin Chengjian University,Tianjin 300384,China;2. China Railway 18th Bureau Group Co.,Ltd.,Tianjin300222,China)Abstract:With the long-span concrete-filled steel tube arch bridge over Xixi River as the project background,this paper researched on incremental launching construction technology of steel box continuous beam above the arch without launching noses and temporary piers and determined the reasonable incremental launching force and amount.By the establishment of the finite element numerical model,this paper studied the maximum bearing reaction of each pier column in adverse condi-tions at different stages of incremental launching construction,and got the bending envelope diagram of the main beam in the process of incremental launching.Key words:incremental launching method;continuous beam;unfavorable working condition;maximum bearing reac-tion;incremental launching amount。