翅片管式换热器

翅片管式换热器

         通过调整换热器的翅片间距,设计成为变翅片间距,实现结构优化,并对其换热性能与改进前换热器进行对比计算,提高了换热器的传热系数.本方法适用于将该换热器用于低温制冷系统中的蒸发器.当气流通过蒸发器时,由于空气中的水蒸气不断地在翅片管表面沉积,空气由于除湿作用相对湿度降低，沿气流方向翅片盘管表面结霜量是递减的，如果采取变片距结构，可以在结霜条件下保持其较高的传热效率,并延长其冲霜时间,当蒸发器采用变翅片间距结构时,实际上已构成了翅片的错列分布,当空气横掠错列翅片时.翅片的交错分布使得上游翅片对下游翅片有绕流作用,由于前面翅片的绕流，翅片的前半部分换热加强,后面的翅片的分布又使得流道变窄,流速提高，翅片后半部分的换热也得到强化.翅片管式换热器是人们在改进管式换热面的过程中最早也是最成功地发现之一,直至目前这一方法仍是所有各种管式换热面强化传热方法中运用的最为广泛的一种。它不仅适用于单相流体的流动，而且对相变换热也有很大的价值。但20世纪60年代以前,普通的翅片管式换热器多采用表面结构未做任何处理的平翅片,这种形式的翅片除增大换热面积来达到强化传热的效果以外，再无其他强化传热作用。冷风机在外形尺寸即高度、宽度和管总长度不变的前提下，在结霜工况下运行时仍可保持较高的传热系数，且采用变翅片间距结构的冷风机比等翅片间距结构冷风机的传热系数提高了9.8％，且传热面积有所提高，通过提高传热系数和传热面积从而达到强化传热的目的。
    加强管内流体流动，管内壁加工变螺距内螺纹。在不增大整体设备尺寸的前提下，增加其内表面换热面积，加强管内流体的扰动，在原有换热器的管内壁上加工变螺距内螺纹。当管内工质换热系数较大而管外工质换热系数较小时，管外的对流传热热阻将成为传热的主要阻力。采用扩展表面，对于缩小换热器体积，提高换热器效率有很重要的作用。目前，已经开发出了针状翅片、波纹翅片、百叶窗翅片、三角形翅片、单面开槽条形片、裂齿矩形翅片等等。
    管内表面积的增大主要集中在异型管的开发方面，综观各种不同形状的强化管，其共同特点是在兼顾压降的同时，传热面积都有不同程度的增加，并通过两种机理提高其传热系数进行强化换热。传热边界层是限制传热系数提高的最主要因素，它产生于靠近管壁的层流底层，并有一个逐渐增厚的过程。管壁的粗糙以及规则出现的沟槽、凸肋，会破坏贴壁层流状态，抑制边界层的发展。同时沟槽和凸肋对流体的限流作用有助于边界层的减薄，而绕流作用使流体产生轴向旋涡，可致使边界层分离，流体主体径向温度梯度减小，有助于热量传递的进行。
   
    采用在已加工好的管壁内部加工变螺距内螺纹，不但可以扩大管子的内表面积，增加传热面积，并且由于管子不再是光管，内部有螺纹所以内壁变得粗糙，可以破坏层流边界层，使管内的制冷剂的流态变成紊流，从而提高管内对流换热系数。