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翅片管在其他行业上的应用

更新时间:2020-06-17 09:35:10    点击次数:

    翅片管 随着公路事业的迅猛发展,沥青路面的里程日益增加,沥青用量越来越大,因此沥青加热的问题成为筑路部门的重要课题。近几年来,随着新技术、新工艺的广泛应用,一种新型加热管材——翅片管越来越多的出现在沥青加热设备,翅片管的应用不仅可以大大提高加热效率,而且可以降底加热设备投资成本。1翅片管的优点及材料翅片管由于在管外表面上设翅片而得名。它传热面积比光管可增大2~10倍,传热系数比光管可提高1~2倍。由于传热能力的增强和单位面积的传热面加大,故与光管比完成同一热负荷可用较少管数,使设备结构紧凑并使金属消耗量减少。因为翅片的材料可与基管不同,使材料的选择与利用就更加合理。翅片材料根据使用环境和制造工艺来确定,有碳钢、不锈钢、铝及铝合金、钢及钢合金等。另外,采用翅片管使介质与壁面的平均温差降低,减少结垢,并且在翅片的涨缩作用下,已形成的硬垢会自行脱落。2翅片管的分类翅片按其在管子上排列方式,可分纵向和横向(径向)两大类。其他类型都是这两类的变形,例如大螺旋角翅片管(接近纵向),而螺纹管(接近横向)等。可根据流体的流动方向及换热特点来选择。翅片管因制造方法不同而使其在传热性能、机械性能等方面有一定的差异。按制造方法分为整体翅片、焊接翅片和机械连接翅片等。整体翅片由铸造、机械加工或轧制而成,翅片与管子一体,无接触热阻,强度高。但要求翅片与管子用同样材料。焊接翅片用钎焊或氩弧焊等工艺制造,可使用与管子不一样的材料。由于它的制造简易、经济且具有较好的传热和机械性能,故广为应用。它的主要问题是焊接工艺质量。机械连接翅片管有绕片式、镶片式及双金属轧片式等。
3几种常见翅片管的性能评定比较几种翅片管的传热性能,绕片式最差,主要是接触热阻的存在,特别是在运行时,绕片式的翅片张力随温度的增加而迅速下降,使接触热阻也迅速增加。焊接式传热性能最好。套片式性能次之,因为翅片紧套于管表面上后再加以表面热镀锌。双金属轧片传热性能类似于镶片式,因为它是在套装后再轧出翅片。
翅片管传热原理普通的圆管(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。例如:
水在壁面上凝结时的换热系数为:10000—20000w/(m2.℃)
水在壁面上沸腾时的换热系数为:5000----10000------
水流经壁面时的换热系数大约为:2000---10000------
空气或烟气流经壁面时的换热系数为:20---80------
空气自然对流时的换热系数只有:5---10-------
由此可见,流体与壁面之间的换热能力的大小相差是很悬殊的。
下面,设想一个实际的换热情况:圆管内部是流动的水,其换热系数为5000(---),而管外流动的是烟气,其换热系数只有50(---),二者相差100倍。当热量从管内传向管外,或从管外传向管内时,传热过程的“瓶颈”或“最大阻力”发生在什么地方?当然是管外的烟气侧,因为烟气侧换热系数,即换热能力最低,限制了传热量的提高。
这儿,不妨举一个串联电阻的例子:在由多个电阻组成的串联电路中,如果其中一个电阻比其他各项电阻大出很多,则该项电阻将构成电流的“瓶颈”,只有减小该项最大的电阻,才能有效地提高流经该串联电路的电流。对于上述的传热过程也是如此。
怎样才能提高圆管的传热量呢?最有效的方法之一就是在管子外表面即烟气侧采用扩展表面,即做成翅片管。假定翅片管的实际传热面积为原来的光管外表面积的若干倍,虽然烟气的换热系数仍然很低,但反映在光管外表面积上的传热效果将大大增加,从而使整个传热过程增强,在总传热量一定的情况下,使设备的金属耗量减小,经济性提高