翅片管翅片管传热原理及应用Word文件下载.docx

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4、单金属翅片管按材质分类6

5、按用途分类6

4．翅片管照片7

5.翅片管应用举例9

1、热管空气预热器系列9

2、热管省煤器系列10

3、热管余热锅炉（蒸发器）系列12

无锡康宝石化设备有限公司位于美丽的太湖之滨，灵山脚下。

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无锡康宝石化设备有限公司

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网址：

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翅片管（FinnedTube），顾名思义，是管子表面带有翅片的传热管。

翅片管又叫鳍片管，也称肋片管。

由于管子表面上增加了翅片或鳍片，使原有的传热面积得到了扩展，故翅片管又称谓带扩展表面的传热管，而翅片本身又可称谓扩展表面。

翅片管的典型结构如下图所示。

下图中，

（1）为圆管，又称基管或光管，

（2）为翅片。

2.翅片管传热原理

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—20000w/（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，即做成翅片管。

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。

1、按加工工艺分类

1）、轧制成型翅片管（extrudedfintube）

2）、焊接成型翅片管（高频焊翅片管、埋弧焊翅片管）；

3）、滚压成型翅片管；

4）、套装成型翅片管；

5）、铸造翅片管；

6）、张力缠绕翅片管；

7）、镶片管。

2、按翅片形状分类

1）、方翅管（Squarefinnedtube）；

2）、圆形翅片管；

3）、螺旋翅片管（spiralfinnedtube）；

4）、纵向翅片管（LongitudinalFinnedTube）

5）、波纹形翅片管；

6）、螺旋锯齿状翅片管（HelicalSerratedFinnedTubes）；

7）、针状翅片管；

8）、整体板状翅片管（板翅）；

9）、内翅片管（innerfinnedtube）。

等等。

3、根据翅片管的翅片材质是否与基管材质相同可分为：

1）、单金属翅片管

2）、双金属复合翅片管

4、单金属翅片管按材质分类

1）、铜翅片管；

2）、铝翅片管；

3）、碳钢翅片管；

4）、不锈钢翅片管；

5）、铸铁（铸钢）翅片管；

等。

5、按用途分类

1）、空调用翅片管；

2）、空冷用翅片管

3）、锅炉：

水冷壁，省煤器，空预器分别使用的翅片管；

4）、工业余热回收用翅片管；

5）、其他特种用途翅片管。

4．翅片管照片

5.翅片管应用举例

1、热管空气预热器系列

应用场合：

从烟气中吸收余热，加热助燃空气，以降低燃料消耗，改善燃烧工况，从而达到节能的目的；

也可从烟气中吸收余热，用于加热其他气体介质如煤气等。

设备优点：

因为属气/气换热，两侧皆用翅片管，传热效率高，为普通空预器的5-8倍；

因为烟气在管外换热，有利于除灰；

因每支热管都是独立的传热元件，拆卸方便，且允许自由膨胀；

通过设计，可调节壁温，有利于避开露点腐蚀

结构型式：

有两种常用的结构型式，即：

热管垂直放置型，烟气和空气反向水平流动，见图1；

热管倾斜放置型，烟气和空气反向垂直上下流动

2、热管省煤器系列

应用场合：

从烟气中吸收热量，用来加热给水，被加热后的水可以返回锅炉（作为省煤器），也可单独使用（作为热水器），从而提高能源利用率，达到节能的目的。

设备优点：

烟气侧为翅片管，水侧为光管，传热效率高；

通过合理设计，可提高壁温，避开露点腐蚀；

可有效防止因管壁损坏而造成冷热流体的掺混；

结构型式：

根据水侧加热方式的不同，有两种常用的结构型式：

水箱整体加热式（多采用热管立式放置）和水套对流加热式（多采用热管倾斜放置），分别如图3和图4所示。

3、热管余热锅炉（蒸发器）系列

应用热管作为传热元件，吸收较高温度的烟气余热用来产生蒸汽，所产生的蒸汽可以并倂入蒸汽管网（需达到管网压力），也可用于发电（汽量较大且热源稳定）或其他目的。

对钢厂，石化厂及工业窑炉而言，这是一种最受欢迎的余热利用形式。

每支热管都是一个独立的传热单元，可根据不同的温度水平而设计；

根据需要可选择易拆卸的热管结构，使检修和安装更方便；

热管彻底隔离了热源和冷源，不会产生冷热流体的掺混；

烟气侧为管外换热，除灰容易。

有两种结构型式，见图5和图6。

图5为汽包内直接沸腾式，即热管的冷却段直接伸入汽包内，使汽包内的水产生沸腾；

图6为套管内沸腾式，即热管的冷却段被水套管包围，使套管内的水在流动状态下沸腾，所产生的蒸汽再汇入汽包。

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