大石橋耐火材料窯爐尾氣余熱回收換熱器

一：翅片管簡介

翅片管，又叫鰭片管或肋片管。顧名思義，翅片管就是在原有的管子表面上（不論外表面還是內表面）加工上了很多翅片，使原有的表面得到擴展，而形成一種獨特的傳熱元件。

二：在原有表面上加工上翅片能起到什么作用呢？

翅片管換熱器的結構與一般管殼式換熱器基本相同，只是用翅片管代替了光管作為傳熱面。這使得其結構更加緊湊，換熱面積增加，可以加強換熱。

三：固體表面與和它接觸的流體之間的換熱稱為對流換熱。我們最熟悉的對流換熱就是暖氣片外表面和空氣之間的換熱。

四：生活經驗告訴我們：暖氣片面積越大,表面溫度越高(即表面溫度和空氣間的溫差越大),供熱時間越長,則換熱量越大,房間越暖和。這說明對流換熱量和換熱面積成正比,和溫度差成正比,和時間成正比。

為了比較不同情況下對流換熱的強弱,我們需定義一個物理量:叫做“換熱系數(shù)”。換熱系數(shù)是指單位面積,單位溫差(壁面和流體之間的溫差),單位時間的對流換熱量。其單位是J / (s.㎡.℃) 或W/(㎡.℃).。對流換熱系數(shù)常用符號h 表示。

五：換熱系數(shù)的大小主要取決于下面幾個因素：

1）流體的種類和物理性質：例如水和空氣是截然不同的,其換熱系數(shù)相差甚大；

2）流體在換熱過程中是否發(fā)生相變,即是否發(fā)生沸騰或凝結。若有相變發(fā)生,則其換熱系數(shù)將大大提高；

3）還和流體的流速和固體表面的形狀有關。

六：對流換熱系數(shù)的大小主要是通過實驗研究來確定,下面給出一組常用情況下的數(shù)值范圍：

1）水蒸汽的凝結:h = 10000---20000 W/(㎡* ℃)

2）水的沸騰:h =7000---10000

3）水的對流:h =3000---5000

4）空氣或煙氣的強制對流:h =30---50

5） 空氣或煙氣的自然對流:h =3—5

由此可見,不同情況下其換熱系數(shù)的差別是非常巨大的。請記住上述換熱系數(shù)的數(shù)值范圍,這對以后翅片管的理解和選用是大有用處的。

七：：翅片管選用原則

1：鍋爐省煤器，管內走水，管外流煙氣，煙氣側應采用翅片。

2：空氣冷卻器，管內走液體，管外流空氣，翅片應加在空氣側。  

3：蒸汽發(fā)生器，管內是水的沸騰，管外走煙氣，翅片應加在煙氣側。  

八：應注意，在設計時，應盡量將換熱系數(shù)小的一側放在管外，以便于加裝翅片。

在這種情況下，若只在一邊加翅片，對傳熱量的增加是不會有效果的。  

1.傳統(tǒng)的管式空氣預熱器，管內走空氣，管外走煙氣。因為是氣體對氣體的換熱，兩側的換熱系數(shù)都很低，管內加翅片又很困難，只好用光管了。     

2.熱管式空氣預熱器，雖然仍是煙氣加熱空氣，但因煙氣和空氣都是在管外流動，故煙氣側和空氣側都可方便地采用翅片管，使傳熱量大大增加。

3、如果管子兩側的換熱系數(shù)都很大，則沒有必要采用翅片管。  

• 例 1：水/水換熱器，用熱水加熱冷水時，兩側換熱系數(shù)都足夠高，就沒有必要采用翅片管了。但為了進一步增強傳熱，可采用螺紋管或波紋管代替光管。    

• 例2：發(fā)電廠冷凝器，管外是水蒸汽的凝結，管內走水。兩側的換熱系數(shù)都很高，一般情況下，無需采用翅片管。
  

三：翅片管束的構成

由支翅片管按一定規(guī)律排列起來而組成的換熱單元叫翅片管束。一個翅片管換熱器可以由一個或多個翅片管束組成。 

2、翅片管束的結構組成包括？

翅片管（多支）：傳熱的基本元件。

管箱（集箱）或管板：連接翅片管兩端的箱體，彎管或鋼板。當翅片管與箱體或管板連接以后，翅片管之間的間距也就固定了，同時，管箱使管內的流體形成了連續(xù)的流道。 

構架：使整個翅片管束得以支撐和固定。 

在一個管束中，翅片管排列方式的選取是致關重要的。有兩種排列方式：

叉排和順

所謂叉排，是指在氣流方向管子交叉排列，而順排是指在氣流方向管子順序排列。

3.順排和叉排的優(yōu)缺點： 

• 順排：流體管外繞流時，受到的擾動較小，換熱系數(shù)較低，但優(yōu)點是阻力小。

• 叉排：流體管外繞流時，受到的擾動較大，換熱系數(shù)較高，但缺點是阻力大。

當對阻力降沒有嚴格限制時，應首選叉排排列；當要求的阻力降很小時，應選取順排方案。 

如果說管束的排列形式（順排或叉排，及管間距的選?。┲饕强紤]管外流體的換熱要求而確定的話，那么管箱的形式和結構則主要是考慮管內流體的壓力和換熱要求。

一般應遵循下列原則： 

（1）若管內流體的壓力較高，一般選用大直徑的圓管作為管箱

例如，在鍋爐應用上，幾乎都選用圓管作為管箱。

（2在空冷器應用上，喜歡采用方形箱體。

方形箱體的優(yōu)點是可以同時連接多排翅片管。當管內是蒸汽的凝結時，需要有大的蒸汽空間，一個管箱與多排管子相連是必要的。