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翅片管傳熱原理
更新時間:2012/5/4 點擊:2150次
用普通的圓管(光管)組成的熱交換器,在很多情況下,管外流體和管內流體對管壁的換熱系數是不一樣的。所謂換熱系數,是指單位換熱面積,單位溫差(流體與壁面之間的溫差)時的換熱量,它代表流體和壁面之間的換熱能力的大小。例如:
水在壁面上凝結時的換熱系數為: 10000—20000 w/(m2.℃)
水在壁面上沸騰時的換熱系數為: 5000----10000 ------
水流經壁面時的換熱系數大約為: 2000---10000 ------
空氣或煙氣流經壁面時的換熱系數為: 20---80 --- ---
空氣自然對流時的換熱系數只有: 5---10 -------
由此可見,流體與壁面之間的換熱能力的大小相差是很懸殊的。
下面,設想一個實際的換熱情況:圓管內部是流動的水,其換熱系數為5000(---),而管外流動的是煙氣,其換熱系數只有50(---),二者相差100倍。當熱量從管內傳向管外,或從管外傳向管內時,傳熱過程的“瓶頸”或“最大阻力”發生在什么地方?當然是管外的煙氣側,因為煙氣側換熱系數,即換熱能力最低,限制了傳熱量的提高。
這兒,不妨舉一個串聯電阻的例子:在由多個電阻組成的串聯電路中,如果其中一個電阻比其他各項電阻大出很多,則該項電阻將構成電流的“瓶頸”,只有減小該項最大的電阻,才能有效地提高流經該串聯電路的電流。對于上述的傳熱過程也是如此。
怎樣才能提高圓管的傳熱量呢?最有效的方法之一就是在管子外表面即煙氣側采用擴展表面,即做成翅片管。假定翅片管的實際傳熱面積為原來的光管外表面積的若干倍,雖然煙氣的換熱系數仍然很低,但反映在光管外表面積上的傳熱效果將大大增加,從而使整個傳熱過程增強,在總傳熱量一定的情況下,使設備的金屬耗量減小,經濟性提高。
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