螺旋翅片管換熱器的特性
螺旋翅片管由基管和螺旋翅片組成。螺旋翅片管的制造工藝通常是把翅片材料繞制在基管上,或者采用高頻焊將兩者焊為一體,或者采用軋片技術將兩者結合在一起。因而,基管和螺旋翅片的接觸熱阻較小。螺旋翅片管作為擴展表面的典型結構之一,具有以下特點:
1.增加管外換熱面積,提高換熱效率 螺旋翅片管在光管外擴展了散熱面積,故其對流換熱面由擴展表面和光管表面兩部分組成,在體積相同的情況下,其換熱面積為光管的若干倍,因而顯著的提高了管外側的換熱能力及換熱器的傳熱效率。
2.結構緊湊 螺旋翅片管換熱器增加了單位體積內(nèi)的換熱面積,故與光管相比,在換熱量相同的情況下,翅片管換熱器的管排數(shù)相對較少,可減小換熱器的體積,從而使結構緊湊,金屬耗量減小。
3.強化傳熱條件 螺旋翅片管通過其外部曲線結構通道造成流動邊界層分離并周期發(fā)展,減薄了邊界層的厚度,并縮短層流邊界層長度,這些都有助于破壞邊界層的層流底層,從而起到強化傳熱的作用。
4.減小管外流體的流動阻力,節(jié)省運行費用 在翅片側氣體流速相同的情況下,每排螺旋翅片管的阻力大于每排光管的阻力,但翅片管換熱器的管束每排的換熱面積的增加很多,在換熱量相同的情況下,可減小管束的排數(shù),使得受熱面積總阻力減小。同時,由于螺旋翅片管傳熱能力的大幅度提高,在保證換熱能力的條件下,還可適當降低翅片側流體速度,而流動阻力通常與速度的平方成正比,因而降低流體速度可減小受熱面阻力,節(jié)省運行費用。
5.減輕受熱面的磨損 在燃用固體燃料的鍋爐中,含灰氣流在流經(jīng)受熱面時,沖擊和切削換熱面時,會造成受熱面的磨損,而磨損量與流體速度的三次方成正比。由于螺旋翅片管換熱器傳熱能力的提高,可降低管外流體的速度,因而大大減輕了受熱面的磨損;同時,螺旋翅片管的結構特點可使流經(jīng)螺旋翅片管的流體在一定程度上形成有利于減輕磨損的流動工況,從而削弱因固體灰粒對受熱面的沖擊與切削而造成的磨損。
正是由于螺旋翅片管換熱器的上述一系列優(yōu)點,由它作為換熱原件的換熱設計具有結構緊湊,金屬消耗量低,運行費用低等優(yōu)點,因此被廣泛應用于鍋爐省煤器,熱管空氣預熱器,對流蒸發(fā)受熱面以及冶金,化工行業(yè)的余熱回收設備中。