空氣加熱器又稱翅片管散熱器,是氣體與液體熱交換器中使用廣泛的一種換熱設備。凡在換熱管上加裝翅片,以達到增加散熱面積的冷熱交換器,均可歸納為“翅片管散熱器”。常用作熱風或冷風,其特點是結構緊湊,單位換熱面積大。在紡織、印染、石油、化工、干燥、電力等行業有廣泛的應用。
一般而言,翅片管換熱器的間距、片高是影響翅化比的主要因素,介質在管內、外介質的翅化比和換熱系數都會顯著。如果管內外膜傳熱系數差異較大,應選擇翅化比比較大的翅片管,如蒸汽加熱空氣。在有單面介質相變時,換熱系數有很大的差別,如冷熱空氣的交換,在熱空氣降至露點以下時,可采用翅片管換熱器。裸管通常適用于無相變空氣和空氣的換熱,或水和水的換熱。使用低翅片管時,由于這段時間屬于較弱的給熱系數,對其進行強化,會產生一定的效果。但是,過大的翅化效應不明顯,管內和管內接觸面積同時得到強化,可采用螺紋管或槽紋管。
肋片間距主要考慮積灰、積塵、容易清潔等因素,同時要嚴格符合設備的壓降要求。排列時,管與管之間的間距不易過大,一般>1mm以上適合布管即可。熱交換過程中,空氣通過翅片管換熱器時,主要由正反兩面的翅片參與換熱。二支翅片管中部僅存在少量輻射傳熱,換熱效果不明顯。因為這部分沒有翅片,沒有阻力,空氣很容易穿透。未換熱的冷氣與從翅片中心經過的已加熱空氣產生的熱量,相反,降低了換熱效果,對比國外的翅片管換熱器,管間距只比翅片管中間增加0.5mm。
翅片管換熱器的管排列應盡量按正三角形交叉排列。**排熱風過后,第二排遇到阻力,有一定的反彈風,使整個翅片管360°換熱無死角。因此,除非有特殊要求,否則應避免等腰三角形排列,盡量不要使用方形排列。
空氣側壓降是設計中非常重要的參數,與翅片管的布置密切相關。在翅片管的布置設計中,應計算窄間隙循環面與迎風面的比值,以便根據迎風速計算空氣質量流量,并在不同溫度下找到不同溫度空氣的動力粘度的摩擦系數。