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翅片管传热原理
更新时间:2012/5/4 点击:2091次
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。例如:
水在壁面上凝结时的换热系数为: 10000—20000 w/(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。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。
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