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翅片管換熱器的結(jié)構(gòu)特征

日期：2021-08-23 01:52:07點(diǎn)擊：160

翅片管換熱器的結(jié)構(gòu)特征
第1.2節(jié)介紹了各種翅片管的分類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本節(jié)將討論翅片管換熱器的結(jié)構(gòu)特征。翅片管換熱器由翅片管束、管箱、管板、構(gòu)架等部件組成，其中，重點(diǎn)應(yīng)該考慮的是翅片管的排列方式和管程的組成。翅片管之間的排列方式主要是為了滿足管外換熱和阻力的要求，而管程的組成和連接主要是為了滿足管內(nèi)的換熱和阻力的要求。本節(jié)將分別說明翅片管的排列方式和管程的組成，并由此初步了解翅片管換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
13.1翅片管的排列方式

在翅片管換熱器的設(shè)計中，翅片管排列方式的選取非常重要。翅片管有兩種排列方式:叉排和順排（又稱錯列和順列），如圖1.3.1和圖1.3.2所示。所謂叉排，是指在氣流方向上管子交叉排列，而順排是指在氣流方向上管子順序排列。圖1-3.1是環(huán)形翅片的叉排和順排，圖1-3.2是指對于不同翅片形狀的翅片管，如矩形翅片或整體的板狀翅片(又稱板翅)的叉排和順排。

圖1.3.1環(huán)形翅片的叉排和順排

圖1.3.2矩形翅片和板狀翅片的叉排和順排

圖中的箭頭表示管外流體的流動方向，勺表示橫向管間距,％表示縱向管間距。順排和叉排的優(yōu)缺點(diǎn)是：
順排:流體在管外繞流時,受到的擾動較小,換熱系數(shù)較低，但優(yōu)點(diǎn)是阻力小。
叉排:流體在管外繞流時，受到的擾動較大，換熱系數(shù)較高,但缺點(diǎn)是阻力較大。
當(dāng)對阻力沒有嚴(yán)格限制時，應(yīng)首選叉排排列；當(dāng)要求的阻力較低時，應(yīng)選取順排方案。
此外，管間距勺和S2的大小對換熱和阻力也有很大的影響。對于叉排管束，通常采用等邊三角形排列.有時也采用等腰三角形排列。
應(yīng)當(dāng)指出，翅片管的排列方式和管間距的選擇是為了滿足管外翅片側(cè)的換熱和阻力而作出的選擇，是針對管外因素的選擇。
1 3.2管程及其連接
為了滿足管內(nèi)換熱的要求,應(yīng)保證管內(nèi)介質(zhì)具有一定的流速。為此，需選擇每個管程中的管子數(shù)目。所以，管程是對管內(nèi)介質(zhì)的流動而言的。每一管程可以由一排或多排管組成,各管程之間的連接方式主要有管箱連接和彎管連接兩種

1. 管箱(集箱)連接
若管內(nèi)流體的壓力較高，一般選用大直徑的圓管作為管箱，如圖1.3.3(a)所示。例如，在鍋爐系統(tǒng)中，幾乎都選用圓管作為管箱。在空冷器應(yīng)用中，經(jīng)常釆用方形管箱，如圖 1.3.3(b)所示。方形管箱的優(yōu)點(diǎn)是可以同時連接多排翅片管，便于安裝和維修。
2. 彎管連接
除了第一管程和最后管程必須釆用管箱連接之外，其余中間管程中的各排管最好用彎管一對一連接。其優(yōu)點(diǎn)為：
① 能提高換熱效果。理論證明，一對一連接能避免管內(nèi)流體的相互摻混，而流體的摻混是不利于傳熱的。
② 能減少流體的流動阻力。因為一對一連接保證了流動截面積不變，避免了流體在連接處的膨脹和收縮。
③ 彎管能“吸收”熱膨脹而產(chǎn)生的變形。
圖1.3.4-1.3.7是幾種連接方式的應(yīng)用照片。圖1.3.4是兩個方形管箱的連接實(shí) 例，圖1.3.4(a)顯示冷熱流體的進(jìn)出口在兩側(cè),下面兩管箱分別含有2個管程，共5個管程;而圖1.3.4(b)顯示冷熱流體的進(jìn)出口在同一側(cè)，中間管箱含有2個管程，共由4個管程組成。圖1.3.5顯示的是圓形管箱的應(yīng)用，圖中，冷熱流體的進(jìn)口和出口管排采用圓形管箱連接,而中間的管排用彎管一對一連接。圖1.3.6是一組翅片管省煤器的管束連接方式。圖中沒有顯示進(jìn)出口的連接管線，只顯示中間各管束之間的彎管一對一的連接方

圖1.3.5圓形管箱的應(yīng)用

案。圖中顯示，每一個管程由2排管組成。圖1.3.7是一臺氣-氣型熱管換熱器的翅片管的架接情況。熱管換熱器中的每支熱管元件是彼此獨(dú)立的，冷熱兩流體都在管外流動，因而不存在管子之間的相互連接問題。熱管元件只是按一定的排列方式“架”在一起即可, 只需在翅片管的兩端和中間設(shè)置隔板，將熱管支撐或固定在隔板上。

圖1.3.6彎管連接

在介紹了翅片管換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之后,下面幾章將重點(diǎn)講述翅片管換熱器的設(shè)計計算方法:第2章介紹設(shè)計計算的基本原理和基本公式，第3 ~6章將分別講述翅片管在熱管換熱器、空氣冷卻器、余熱回收和熱能利用、電子元器件的散熱等領(lǐng)域中的應(yīng)用和設(shè) 計計算方法。

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