翅片管式換熱器

翅片管式換熱器

         通過調整換熱器的翅片間距,設計成為變翅片間距,實現結構優化,并對其換熱性能與改進前換熱器進行對比計算,提高了換熱器的傳熱系數.本方法適用于將該換熱器用于低溫制冷系統中的蒸發器.當氣流通過蒸發器時,由于空氣中的水蒸氣不斷地在翅片管表面沉積,空氣由于除濕作用相對濕度降低，沿氣流方向翅片盤管表面結霜量是遞減的，如果采取變片距結構，可以在結霜條件下保持其較高的傳熱效率,并延長其沖霜時間,當蒸發器采用變翅片間距結構時,實際上已構成了翅片的錯列分布,當空氣橫掠錯列翅片時.翅片的交錯分布使得上游翅片對下游翅片有繞流作用,由于前面翅片的繞流，翅片的前半部分換熱加強,后面的翅片的分布又使得流道變窄,流速提高，翅片后半部分的換熱也得到強化.翅片管式換熱器是人們在改進管式換熱面的過程中最早也是最成功地發現之一,直至目前這一方法仍是所有各種管式換熱面強化傳熱方法中運用的最為廣泛的一種。它不僅適用于單相流體的流動，而且對相變換熱也有很大的價值。但20世紀60年代以前,普通的翅片管式換熱器多采用表面結構未做任何處理的平翅片,這種形式的翅片除增大換熱面積來達到強化傳熱的效果以外，再無其他強化傳熱作用。冷風機在外形尺寸即高度、寬度和管總長度不變的前提下，在結霜工況下運行時仍可保持較高的傳熱系數，且采用變翅片間距結構的冷風機比等翅片間距結構冷風機的傳熱系數提高了9.8％，且傳熱面積有所提高，通過提高傳熱系數和傳熱面積從而達到強化傳熱的目的。
    加強管內流體流動，管內壁加工變螺距內螺紋。在不增大整體設備尺寸的前提下，增加其內表面換熱面積，加強管內流體的擾動，在原有換熱器的管內壁上加工變螺距內螺紋。當管內工質換熱系數較大而管外工質換熱系數較小時，管外的對流傳熱熱阻將成為傳熱的主要阻力。采用擴展表面，對于縮小換熱器體積，提高換熱器效率有很重要的作用。目前，已經開發出了針狀翅片、波紋翅片、百葉窗翅片、三角形翅片、單面開槽條形片、裂齒矩形翅片等等。
    管內表面積的增大主要集中在異型管的開發方面，綜觀各種不同形狀的強化管，其共同特點是在兼顧壓降的同時，傳熱面積都有不同程度的增加，并通過兩種機理提高其傳熱系數進行強化換熱。傳熱邊界層是限制傳熱系數提高的最主要因素，它產生于靠近管壁的層流底層，并有一個逐漸增厚的過程。管壁的粗糙以及規則出現的溝槽、凸肋，會破壞貼壁層流狀態，抑制邊界層的發展。同時溝槽和凸肋對流體的限流作用有助于邊界層的減薄，而繞流作用使流體產生軸向旋渦，可致使邊界層分離，流體主體徑向溫度梯度減小，有助于熱量傳遞的進行。
   
    采用在已加工好的管壁內部加工變螺距內螺紋，不但可以擴大管子的內表面積，增加傳熱面積，并且由于管子不再是光管，內部有螺紋所以內壁變得粗糙，可以破壞層流邊界層，使管內的制冷劑的流態變成紊流，從而提高管內對流換熱系數。