翅片管及翅片管换热器 ppt课件
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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:l 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;l 还和流体的流速和固体表面的形状有关。
等等。
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:l 水蒸汽的凝结:h = 10000 ---20000 W/(㎡* ℃)l 水的沸腾:h = 7000---10000 ,,,,,l 水的对流:h = 3000---5000 ,,,,,l 空气或烟气的强制对流:h = 30---50 ,,,,,l 空气或烟气的自然对流:h = 3—5 ,,,,,由此可见,不同情况下其换热系数的差别是非常巨大的。
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:l 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;l 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;l 还和流体的流速和固体表面的形状有关。
等等。
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:l 水蒸汽的凝结: h = 10000 ---20000 W/(㎡* ℃)l 水的沸腾 : h = 7000---10000 ,,,,,l 水的对流 : h = 3000---5000 ,,,,,l 空气或烟气的强制对流: h = 30---50 ,,,,,l 空气或烟气的自然对流: h = 3—5 ,,,,,由此可见,不同情况下其换热系数的差别是非常巨大的。
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。
第七章翅片管式换热器翅片管式换热器在动力、化工、石化、空调工程、制冷工程中应用广泛。
如空调工程中使用的表面式空气冷却器、空气加热器、风机盘管、制冷工程中使用的冷风机蒸发器等属于典型的翅片管式换热器。
1.翅片2.蒸发管3.毛细管直接蒸发式空气冷却器理:液态制冷剂经过等长的毛细管均匀送入各路翅片管,吸收外掠翅片管的空气的热量后变为蒸汽,然后回到压缩机。
外掠翅片管的空气再经过适当处理后即可送入空调房间,使空调房间维持一定的温湿度,达到空调的目的。
蒸发器一、基本构造翅片管式换热器由单根或多根翅片管组成。
翅片管由基管(圆管、扁平管、椭圆管)与翅片构成。
翅片可分别加在每根管子上,也可以同时与数根管子相连。
管内、外流体一般布置成叉流流动方式。
扁平管+翅片的形式1.翅片管的分类按结构分类纵向和横向(径向)翅片两大类。
螺旋翅片管典型的翅片管结构形式螺旋翅片管按制造工艺分类翅片管分为整体翅片管、焊接翅片管、高频焊翅片管和机械连接翅片管。
整体翅片由铸造、机械加工或轧制而成,翅片与管子一体,如低压锅炉的省煤器就采用整体铸造的翅片管。
无接触热阻、强度高、耐热震和机械振动,传热、机械及热膨胀性能均较好,但制造成本高,适用于低翅片管(翅化比小于5)。
焊接翅片用钎焊或惰性气体保护焊等工艺制造。
不同材料的翅片与管焊接在一起,翅片管制造简易、具有较好的传热和机械性能,在工业上广为应用。
焊缝中的残渣不利于传热,必须保证焊接质量。
高频焊翅片利用高频发生器产生的高频电感应,使管子表面与翅片接触处产生高温而部分熔化,再通过加压使翅片与管子连成一体。
连接过程中无焊剂、无焊料、制造简单、性能优良,工业应用中最多的一种工艺。
机械连接翅片管有绕片式、镶片式、套片式或串片式等。
绕片式套片式或串片式轧片式二次翻边片按材料分类有碳钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金、蒙太尔合金等,有时还可以采用双金属翅片替代贵金属材料。
2.翅片管的基本要求良好的传热性能、耐温性能、耐热冲击能力及耐腐蚀能力,易于清理污垢,压降较低等。