翅片管式換熱器在動力、化工、石油化工、空調(diào)工程和制冷工程中的應(yīng)用非常廣泛,如空調(diào)工程中使用的表面式空氣冷卻器、空氣加熱器、風(fēng)機盤管以及制冷工程中使用的冷風(fēng)機蒸發(fā)器、無霜冰箱蒸發(fā)器等。水-空氣換熱是常見的一種形式,在能源、動力及節(jié)能工程中應(yīng)用得十分普遍。
翅片管式換熱器是人們在改進管式換熱面的過程中*早也是*成功的發(fā)現(xiàn)之一。直至目前,這一方法仍是所有管式換熱面強化傳熱方法中運用得*為廣泛的一種。它不僅適用于單相流體的流動,而且對相變換熱也有很大的價值。但20世紀60年代以前,普通的翅片管是換熱器多采用表面結(jié)構(gòu)未做任何處理的平翅片。這種形式的翅片除增大換熱面積來達到強化傳熱的效果以外,再無其他強化傳熱的作用。
由于空冷技術(shù)的發(fā)展,以及翅片在換熱器中使用越來越受到人們的重視。近年來,大量的高效換熱翅片表面結(jié)構(gòu)不斷地被研制出來,大部分用于潔凈氣體的翅片管管式換熱器,采用新型高效的翅片表面結(jié)構(gòu),獲得了顯著的強化傳熱效果
在翅片管式換熱器中,許多情況下管內(nèi)側(cè)流體是強迫對流換熱的液體,而管外側(cè)流體是氣體,此時管外氣體側(cè)的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)α0比管內(nèi)液體側(cè)表面?zhèn)鳠嵯到y(tǒng)α小得多(α0<<α)。翅片管總傳熱系數(shù)K的大小僅僅取決于基管內(nèi)、外側(cè)對流換熱熱阻1/α和1/(α0βη0)的大小,加翅減小總熱阻*合理的措施是使:
翅片管式換熱器的設(shè)計及計算
式中:β——翅化比(肋化系數(shù)),即翅片管式換熱器總外表面積A0 與管內(nèi)表面積A1之比(β=A0 /A1); η——翅片表面效率(總效率)。
為了滿足上述公式而盡可能地增大翅化比β,不但使換熱器體積不斷增大,而且翅片總效率(表面效率)η、管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)α0也將降低。由此可見,提高β是有限度的。因此,分析平翅片表面的流動和換熱特征,采用特殊表面結(jié)構(gòu)使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)α0增大,將是翅片管式換熱器強化傳熱中*為積極有效的措施。