光管與翅片管傳熱效率測試系統(tǒng)設(shè)計

1、光管與翅片管傳熱效率測試系統(tǒng)設(shè)計光管與翅片管傳熱效率測試系統(tǒng)設(shè)計一、國內(nèi)外研究狀況及研究的意義一、國內(nèi)外研究狀況及研究的意義翅片管換熱器簡介翅片管換熱器簡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。它對擴(kuò)展換熱面積和促進(jìn)湍流有顯著作用，無論對單相對流換熱器和相變對流換熱器都具有很大價值。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，無接觸熱阻，強(qiáng)度高，耐熱震和機(jī)械震動，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，有時還采用雙金屬翅片以節(jié)約貴重金屬，同時又能適應(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，空氣側(cè)的對流傳熱系數(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，由于沿翅片存在溫度梯度，存在翅片效率的問題，所以對翅片效率的研究也是必要的。計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%。傳熱效率測試系統(tǒng)研究的意義：通過分析影響光管及翅片管傳熱效率的因素，并對各個因素進(jìn)行詳細(xì)的剖析，針對影響傳熱效率的主要因素進(jìn)行分析計算，設(shè)計出一套傳熱效率測試的系統(tǒng)，可以達(dá)到以下效果：1、可測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、能夠測試出不同性質(zhì)，不同流速的流體的傳熱效率；3、根據(jù)測試出來的數(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、能夠為改進(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)計的理論依據(jù)、設(shè)計方法、設(shè)計內(nèi)容二、設(shè)計的理論依據(jù)、設(shè)計方法、設(shè)計內(nèi)容理論依據(jù)理論依據(jù)主要運用機(jī)械設(shè)計、現(xiàn)代測試方法及傳熱學(xué)相關(guān)理論及工具，設(shè)計一套測試系統(tǒng)，按照目前水套爐的實際工況建立，分析影響傳熱效率的因素，通過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)計一套傳熱效率測試系統(tǒng)，可對光管及翅片管的傳熱效率進(jìn)行測試。設(shè)計方法設(shè)計方法(1)大量搜集國內(nèi)外關(guān)于翅片管或者換熱器傳熱