翅片管及翅片管换热器分解25页PPT

管翅式换热器
一、管翅式换热器的概述
翅片式散热器是在普通的换热管上加装翅片来达到强化传热的目的，在气体与液体热交换器中使用最为广泛。

当一端的流路处于高压状态或换热系数比另一端的流路大得多时，常常使用这类换热器。

例如气液换热器中，液侧的换热系数一般比气侧的换热系数高很多，翅片通常加在气侧以增加其换热面积。

管翅型换热器大多采用圆管和矩形截面管（椭圆管也有使用），根据不同的用途，翅片或者用于管外，或者用于管内，或者管内外都用。

单根管子垂直上加翅片图（a），称单独翅片管。

每根管加纵向翅如图（b），一般用于凝结换热和套管换热器中的粘性流体。

整个管排上整体套上翅片如图（c）。

单独翅片管的几何表面比整体套翅更粗糙，但紧凑性差些。

大多数单立翅化管用光滑圆形翅、螺旋形翅、或各种环形翅来强化翅片的几何形状：扇形翅、回旋翅、钉头翅、开缝翅、丝圈等翅片。

常用的连接方法有热套、镶钳、张力缠绕和焊接等方法。

此外，翅片管也可采用整体轧制、整体铸造或机械加工等方法制造。

二、管翅式换热器的应用
1、翅管式换热器广泛地用作空调和制冷设备中的蒸发器和冷凝器。

2、汽车或固定内燃式发动机中的水冷却器、油冷却器。

3、过程工业和发电厂的空气冷却器等。

这些换热器通常是水、油、制冷剂走管程，管外空气流过翅管。

翅片管和热管系列讲座主讲人：哈尔滨工业大学能源学院刘纪福教授第一讲：翅片管的传热原理和选用原则翅片管，又叫鳍片管或肋片管，英文名字叫“Fin Tube” 或”Finned Tube”, 也有时叫做“Extended Surface Tube”,即扩展表面管。

顾名思义，翅片管就是在原有的管子表面上（不论外表面还是内表面）加工上了很多翅片，使原有的表面得到扩展，而形成一种独特的传热元件。

下面展示的是两张翅片管的照片。

为什么要采用翅片管？在原有表面上加工上翅片能起到什么作用？要回答这一问题，还需要从传热过程的某些基本原理说起。

首先，要介绍一个传热学上的定义：固体表面与和它接触的流体之间的换热称为对流换热。

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。

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。

换热系数的大小主要取决于下面几个因素：1.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；2.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；3.还和流体的流速和固体表面的形状有关。

等等。

4.对流换热系数的大小主要是通过实验研究来确定，下面给出一组常用情况下的数值范围：水蒸汽的凝结：h = 10000 ---20000 W/(㎡* ℃)水的沸腾： h = 7000---10000 W/(㎡* ℃)水的对流： h = 3000---5000 W/(㎡* ℃)空气或烟气的强制对流：h = 30---50 W/(㎡* ℃)空气或烟气的自然对流：h = 3—5 W/(㎡* ℃)由此可见，不同情况下其换热系数的差别是非常巨大的。

换热器的结构管壳式换热器就是具有换热管和壳体的一种换热设备，换热管与管板连接，再用壳体固定。

按其结构型式，主要分为：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器、方形壳体翅片管换热器等。

详细结构如下：固定管板式换热器：固定管板式换热器结构如上图所示，换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定。

换热管可为光管或低翅管。

其结构简单，制造本钱低，能得到较小的壳体径，管程可分成多样，壳程也可用纵向隔板分成多程，规格围广，故在工程中广泛应用。

其缺点是壳侧不便清洗，只能采用化学方法清洗，检修困难，对于较脏或对材料有腐蚀性的介质不能走壳程。

壳体与换热管温差应力较大，当温差应力很大时，可以设置单波或多波膨胀节减小温差应力浮头式换热器浮头式换热器结构如下图，其一端管板与壳体固定，而另一端的管板可以在壳体自由浮动。

壳体和管束对热膨胀是自由的，故当两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不会产生温差应力。

浮头端设计成可拆结构，使管束可以容易地插入或抽出，这样为检修和清洗提供了方便。

这种形式的换热器特别适用于壳体与换热管温差应力较大，而且要求壳程与管程都要进展清洗的工况。

浮头式换热器的缺点是结构复杂，价格较贵，而且浮头端小盖在操作时无法知道泄漏情况，所以装配时一定要注意密封性能U形管式换热器上图为双壳程U形管式换热器。

U形管式换热器是将换热管弯成U形，管子两端固定在同一块管板上。

由于换热管可以自由伸缩，所以壳体与换热管无温差应力。

因U形管式换热器仅有一块管板，所以结构较简单，管束可从壳体抽出，壳侧便于清洗，但管清洗稍困难，所以管介质必须清洁且不易结垢。

U形管式换热器一般用于高温高压情况下，尤其是壳体与换热管金属壁温差较大时。

壳程可设置纵向隔板，将壳程分为两程(如图中所示)。

填料函式换热器上图为填料函式双管程双壳程换热器，填料函式换热器的换热管束可以自由滑动，壳侧介质靠填料密封。

对于一些壳体与管束温差较大，腐蚀严重而需经常更换管束的换热器，可采用填料函式换热器。

翅片管原理及应用介绍目录公司介绍： (2)1.什么叫翅片管？ (3)2.翅片管传热原理 (3)3、翅片管的分类： (5)1、按加工工艺分类 (5)2、按翅片形状分类 (5)3、根据翅片管的翅片材质是否与基管材质相同可分为 (6)4、单金属翅片管按材质分类 (6)5、按用途分类 (6)4．翅片管照片 (6)5.翅片管应用举例 (9)1、热管空气预热器系列 (9)2、热管省煤器系列 (10)3、热管余热锅炉(蒸发器)系列 (12)公司介绍：无锡康宝石化设备有限公司位于美丽的太湖之滨，灵山脚下。

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翅片管又叫鳍片管，也称肋片管。

由于管子表面上增加了翅片或鳍片，使原有的传热面积得到了扩展，故翅片管又称谓带扩展表面的传热管，而翅片本身又可称谓扩展表面。

翅片管的典型结构如下图所示。

下图中，（1）为圆管，又称基管或光管，（2）为翅片。

2.翅片管传热原理用普通的圆管（光管）组成的热交换器，在很多情况下，管外流体和管内流体对管壁的换热系数是不一样的。

所谓换热系数，是指单位换热面积，单位温差（流体与壁面之间的温差）时的换热量，它代表流体和壁面之间的换热能力的大小。