為了更深入的了解高頻焊翅片管的工作原理,有必要先來介紹一下?lián)Q熱系數(shù)。換熱系數(shù)主要指的是單位溫差和單位換熱面積的換熱量,該參數(shù)能夠反映出流體和壁面之間換熱能力的大小。而高頻焊翅片管是由圓管或光管組成的熱交換器,那么怎樣才能提高圓管的傳熱量?針對(duì)于這一問題,目前較為理想的一種措施是在高頻焊翅片管的外表面,也是煙氣側(cè)采用擴(kuò)展表面,即做成翅片管。不僅如此,在保持總傳熱量不變的情況下,此時(shí)可以減少設(shè)備的金屬耗量,節(jié)省了成本。那么,在實(shí)際應(yīng)用中,高頻焊翅片管究竟具有怎樣的特點(diǎn)呢?比如在熱管空氣預(yù)熱器系列中應(yīng)用時(shí),從煙氣中吸收余熱,加熱助燃空氣,以降低燃料消耗,改善燃燒工況,或者是從煙氣中吸收余熱,用于加熱其他氣體介質(zhì)如煤氣等。另外高頻焊翅片管還可用于熱管省煤器系列中。
同時(shí)高頻焊翅片管在熱管余熱鍋爐即蒸發(fā)器系列中也有應(yīng)用,應(yīng)用熱管作為傳熱元件,吸收較高溫度的煙氣余熱用來產(chǎn)生蒸汽,所產(chǎn)生的蒸汽可以并接入蒸汽管網(wǎng),或者高頻焊翅片管還可用于發(fā)電等場(chǎng)合。
下面,設(shè)想一個(gè)實(shí)際的換熱情況:圓管內(nèi)部是流動(dòng)的水,其換熱系數(shù)為5000(---),而管外流動(dòng)的是煙氣,其換熱系數(shù)只有50(---),二者相差100倍。當(dāng)熱量從管內(nèi)傳向管外,或從管外傳向管內(nèi)時(shí),傳熱過程的“瓶頸”或“最大阻力”發(fā)生在什么地方?當(dāng)然是管外的煙氣側(cè),因?yàn)闊煔鈧?cè)換熱系數(shù),即換熱能力最低,限制了傳熱量的提高。
這兒,不妨舉一個(gè)串聯(lián)電阻的例子:在由多個(gè)電阻組成的串聯(lián)電路中,如果其中一個(gè)電阻比其他各項(xiàng)電阻大出很多,則該項(xiàng)電阻將構(gòu)成電流的“瓶頸”,只有減小該項(xiàng)最大的電阻,才能有效地提高流經(jīng)該串聯(lián)電路的電流。對(duì)于上述的傳熱過程也是如此。 怎樣才能提高翅片管的傳熱量呢?最有效的方法之一就是在管子外表面即煙氣側(cè)采用擴(kuò)展表面,即做成翅片管。假定翅片管的實(shí)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(shù)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(gè)傳熱過程增強(qiáng),在總傳熱量一定的情況下,使設(shè)備的金屬耗量減小,經(jīng)濟(jì)性提高。 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(nèi)流體對(duì)管壁的換熱系數(shù)是不一樣的。所謂換熱系數(shù),是指單位換熱面積,單位溫差(流體與壁面之間的溫差)時(shí)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(jié)時(shí)的換熱系數(shù)為: 10000—20000 w/(m2.℃)
水在壁面上沸騰時(shí)的換熱系數(shù)為: 5000----10000
水流經(jīng)壁面時(shí)的換熱系數(shù)大約為: 2000---10000
空氣或煙氣流經(jīng)壁面時(shí)的換熱系數(shù)為: 20---80
空氣自然對(duì)流時(shí)的換熱系數(shù)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。
翅片管翅片是否越多越好?或越高越好?
1.當(dāng)翅片管翅片的傳熱面積增加一倍時(shí),其換熱系數(shù)并不能增加一倍,而是要打一個(gè)折扣,一般為(0.9---0.7),而且翅片越高,此折扣值越大,甚至降到(0.5)以下。這說明,翅片越高,翅片效率就越低,增加翅片的經(jīng)濟(jì)性就下降了。
2.如果翅片太高太密,容易產(chǎn)生積灰問題,而且清灰困難。
3.翅片太高太密,會(huì)增加工藝難度,提高加工成本。
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