光管與翅片管傳熱效率測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、光管與翅片管傳熱效率測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)光管與翅片管傳熱效率測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、國(guó)內(nèi)外研究狀況及研究的意義一、國(guó)內(nèi)外研究狀況及研究的意義翅片管換熱器簡(jiǎn)介翅片管換熱器簡(jiǎn)介翅片管換熱器是眾多換熱器中的一種，它是在管的表面加裝翅片制成，在動(dòng)力、化工等工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用，許多螺旋型換熱器面或螺紋管也都可看作是翅片管。它對(duì)擴(kuò)展換熱面積和促進(jìn)湍流有顯著作用，無(wú)論對(duì)單相對(duì)流換熱器和相變對(duì)流換熱器都具有很大價(jià)值。翅片管換熱器的結(jié)構(gòu)與一般管殼式換熱器基本相同，只是用

2、翅片管代替了光管作為傳熱面，由于傳熱加強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，故可做成緊湊式換熱器。翅片管換熱器常用于加熱管內(nèi)氣體，如現(xiàn)在應(yīng)用較多的低溫液體氣化器，LO2、LN2、LNG等低溫液體槽車的自增壓器都可用翅片管形式的換熱器。常用的翅片有橫向和縱向兩類，其它類型都是這兩類的變形，如大螺旋角翅片管、螺紋管等，前者接近縱向，后者接近橫向。翅片可在管內(nèi)、管外或內(nèi)外兼有。翅片管按制造方法不同可分為整體翅片、焊接翅片和機(jī)械連接翅片。整體翅片由鑄造，機(jī)械加工或軋制

3、而成，翅片與管子一體，無(wú)接觸熱阻，強(qiáng)度高，耐熱震和機(jī)械震動(dòng)，因而傳熱、機(jī)械和熱膨脹等性能較好。翅片管的材料范圍很廣，有碳鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金、欽、蒙乃爾合金等，有時(shí)還采用雙金屬翅片以節(jié)約貴重金屬，同時(shí)又能適應(yīng)耐腐蝕性等工藝要求。由于翅片管應(yīng)用廣、材料和制造方法多樣，工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家都己經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化生產(chǎn)，并有專門的研究機(jī)構(gòu)和制造廠。翅片管的優(yōu)點(diǎn)主要是:(1)傳熱能力強(qiáng)。翅片管與光管相比，傳熱面積可增大2～10倍，傳熱系數(shù)可

4、提高1～2倍。例如當(dāng)空氣流速為1.5～4ms時(shí)，空氣側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)(以光管外表面為基準(zhǔn))約可達(dá)550～1100(Wm2℃)。(2)結(jié)構(gòu)緊湊。翅片管由于單位體積傳熱面加大，傳熱能力增強(qiáng)，同樣熱負(fù)荷下與光管相比，翅片管換熱器管子少。殼體直徑或高度可減小，因而結(jié)構(gòu)緊翅片管換熱器工作時(shí)，由于沿翅片存在溫度梯度，存在翅片效率的問(wèn)題，所以對(duì)翅片效率的研究也是必要的。計(jì)算圓管翅片式換熱器的翅片效率的方法有Schit公式和扇形法。兩種方法給出的翅片效

5、率非常接近，其差別一般小于3%。傳熱效率測(cè)試系統(tǒng)研究的意義：通過(guò)分析影響光管及翅片管傳熱效率的因素，并對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行詳細(xì)的剖析，針對(duì)影響傳熱效率的主要因素進(jìn)行分析計(jì)算，設(shè)計(jì)出一套傳熱效率測(cè)試的系統(tǒng)，可以達(dá)到以下效果：1、可測(cè)試翅片管及光管的傳熱效率，為換熱器選用合適的傳熱設(shè)備；2、能夠測(cè)試出不同性質(zhì)，不同流速的流體的傳熱效率；3、根據(jù)測(cè)試出來(lái)的數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行分析，為改進(jìn)換熱器的結(jié)構(gòu)，提高傳熱效率做參考的依據(jù)；4、能夠?yàn)楦倪M(jìn)生產(chǎn)工藝，提高設(shè)

6、備制作水平，降低產(chǎn)品能耗提供參考。二、設(shè)計(jì)的理論依據(jù)、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)內(nèi)容二、設(shè)計(jì)的理論依據(jù)、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)內(nèi)容理論依據(jù)理論依據(jù)主要運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、現(xiàn)代測(cè)試方法及傳熱學(xué)相關(guān)理論及工具，設(shè)計(jì)一套測(cè)試系統(tǒng)，按照目前水套爐的實(shí)際工況建立，分析影響傳熱效率的因素，通過(guò)分析影響傳熱效率的因素，結(jié)合目前水套爐光管傳熱效率較低的情況，設(shè)計(jì)一套傳熱效率測(cè)試系統(tǒng)，可對(duì)光管及翅片管的傳熱效率進(jìn)行測(cè)試。設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法(1)大量搜集國(guó)內(nèi)外關(guān)于翅片管或者換熱器傳熱