內(nèi)展翅片開(kāi)發(fā)的基本原理:
一、強(qiáng)化傳熱
強(qiáng)化傳熱的實(shí)質(zhì)即為：分析影響傳熱的各種因素，采取某些技術(shù)措施以提高設(shè)備單位體積的傳熱量，即在金屬耗量和阻力的增加在合理范圍內(nèi)的條件下增加傳熱量。傳熱過(guò)程的強(qiáng)化主要集中在對(duì)流換熱和輻射換熱領(lǐng)域，其中尤其以對(duì)流換熱領(lǐng)域Z為活躍。各種傳熱強(qiáng)化的手段主要依靠增加傳熱系數(shù)K或 kA。強(qiáng)化傳熱的核心問(wèn)題是先要對(duì)傳熱過(guò)程進(jìn)行分析，以確定控制整個(gè)傳熱過(guò)程的分熱阻（主要熱阻），從而針對(duì)這一環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化，這樣才能收到Z為顯著的效果。
二、內(nèi)展翅片換熱器的開(kāi)發(fā)
換熱器在石油、化工、醫(yī)藥、冶金、電力、動(dòng)力、制冷、熱泵、食品等行業(yè)中占有舉足輕重的地位。隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)能源的利用、開(kāi)發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，工業(yè)上的節(jié)能節(jié)水成為企業(yè)發(fā)展大計(jì)的一個(gè)重要組成部分，因此對(duì)換熱器的要求也日益加強(qiáng)。如何增強(qiáng)換熱器的換熱性能，提高傳熱系數(shù)是換熱器改革的主要研究方向。目前廣泛應(yīng)用的換熱器主要有：列管式、螺旋板式、板式和肋式（外翅）式等幾種。在這些換熱設(shè)備中，熱量的高溫流體傳給低溫流體過(guò)程中的主要阻力（熱阻）來(lái)自于以下幾個(gè)方面：兩側(cè)介質(zhì)與換熱
三、內(nèi)展翅片開(kāi)發(fā)的基本原理
管內(nèi)、外壁之間的對(duì)流換熱熱阻、管壁本身的換熱以及兩側(cè)介質(zhì)的污垢熱阻。一般換熱器都采用金屬薄壁作為換熱面，由于管壁本身的熱阻非常小，強(qiáng)化換熱的潛力不大。這樣強(qiáng)化換熱器的換熱性能主要就是要強(qiáng)化兩側(cè)介質(zhì)與換熱管內(nèi)、外壁之間的對(duì)流換熱系數(shù)。如果不考慮介質(zhì)污垢系數(shù)，忽略管壁熱阻，這時(shí)傳熱系數(shù)可以寫(xiě)成下列形式：
K=1/(1/a1+1/a2)=( a1 a2)/( a1 + a2)
從上式可以看出K值必定小于a1 和a2的值，而且它比二者中較小的一個(gè)還要小。所以在增強(qiáng)傳熱的時(shí)侯，必須增大a中較小的一項(xiàng)（即減小Z大熱阻項(xiàng)）才能有效的增大傳熱系數(shù)。在通常使用的工況中，一些換熱介質(zhì)之間的換熱系數(shù)相差較大，特別是氣（汽）—液換熱器中，一般氣（汽）體的對(duì)流換熱系數(shù)在10-70W/(m² ℃)之間，而液體（以水為例）一般可以達(dá)到4800-8000W/(m² ℃)以上，二者相差上百倍，在常規(guī)換熱器內(nèi)（如列管式、螺旋板式等）換熱壁兩側(cè)面積基本相等，這樣就造成換熱面積相等。但兩側(cè)熱交換介質(zhì)換熱系數(shù)不同從而導(dǎo)致熱交換不平衡，使總傳熱系數(shù)低，熱交換效果不佳，造成能源的浪費(fèi)。為了解決這一問(wèn)題，一般企業(yè)所采用的辦法是加大換熱面積，但是這樣又使得換熱器的體積過(guò)于龐大，同時(shí)對(duì)于換熱系數(shù)大的一側(cè)來(lái)講也是一種換熱面積的浪費(fèi)。因些針對(duì)這種換熱不平衡的現(xiàn)象，采用翅片管才是理想的選擇。
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，換熱器逐步向著高溫、高壓、大容量的方向發(fā)展，這就給換熱器的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。讓高溫、高壓介質(zhì)走管程和管內(nèi)流動(dòng)換熱系數(shù)低下的矛盾日益突出，這就迫切要求能有一種強(qiáng)化管內(nèi)換熱的新型換熱器出現(xiàn)。
我公司經(jīng)過(guò)幾年的研究和經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)氣（汽）體和水換熱的特點(diǎn)，改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，成功的研制了波紋形內(nèi)展翅片式高效節(jié)能換熱器（簡(jiǎn)稱內(nèi)展翅片換熱器），從而解決因熱交換介質(zhì)換熱系數(shù)不同而導(dǎo)致的熱交換不平衡問(wèn)題，提高了總傳熱系數(shù)；減小了設(shè)備體積；解決了高溫、高壓介質(zhì)的換熱要求問(wèn)題；并且大幅度的降低了冷卻水的消耗量；使用戶的運(yùn)行和維護(hù)成本大幅度降低。另一方面，由于我們采用的是縱向翅片，使得高壓液體的阻力大大降低。一般要小于流體在殼側(cè)擾流時(shí)的阻力降。
四、內(nèi)展翅片換熱管的基本結(jié)構(gòu)
基管：基管采用的是內(nèi)徑為Ф30±0.05的精密換熱管，常用規(guī)格有Ф32、Ф33、Ф34、Ф35等依據(jù)承受壓力的不同而選取不同規(guī)格的換熱管。
芯管：由于換熱翅片向換熱管中心集中，同時(shí)由于受高肋翅片肋根效應(yīng)的影響，在換熱管的中心處形成換熱死區(qū)。芯管即為消除換熱死區(qū)的影響并起支撐翅片的作用，其規(guī)格為Ф13。
翅片：翅化系數(shù)為7.4，由32個(gè)沿基管軸向延伸為一整體的翅片與基管內(nèi)表面及芯管外表面形成32個(gè)獨(dú)立的小的介質(zhì)通道。內(nèi)展翅片換熱管在安裝時(shí)存在一定的彈性變形，這使得翅片與基管、芯管總是緊密接觸，以消除熱應(yīng)力對(duì)翅片的影響。
材質(zhì)：以上三部分所用材質(zhì)根據(jù)介質(zhì)要求和壓力要求的不同選用不同材質(zhì)，一般為了減小接觸熱阻各部分采用相同的材質(zhì)，產(chǎn)品主要材質(zhì)有碳鋼、銅、不銹鋼、鈦等。
五、內(nèi)展翅片換熱器的主要特點(diǎn)
1.換熱效率大大提高，節(jié)能、節(jié)水*
由于在換熱管內(nèi)裝有波紋型內(nèi)展翅片，使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較低的一側(cè)換熱面積增大（管內(nèi)翅片比高達(dá)7.4），增加了總的傳熱系數(shù)，提高了傳熱效率，解決了因兩種流體換熱系數(shù)不同而產(chǎn)生的熱交換不平衡這一基本問(wèn)題。哈爾濱市經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)節(jié)能技術(shù)中心對(duì)我公司產(chǎn)品的測(cè)試報(bào)告表明：“該產(chǎn)品的換熱效率高于光管換熱器32個(gè)百分比”，“由于換熱效率大幅提高，該產(chǎn)品的節(jié)水*，節(jié)水率高達(dá)87%”。
2.能夠承受高溫高壓，阻力降較低
在內(nèi)展翅片換熱器中，翅片在換熱系數(shù)較低的一側(cè)，即讓冷卻水走殼程，高溫高壓的氣體走管程，讓換熱器來(lái)承受高溫高壓，可以降低換熱器壓力容器的管理等級(jí)和制造成本，同時(shí)波紋型翅片縱向置入管內(nèi)，氣體流動(dòng)阻力相對(duì)較小。
3.換熱器體積小、占地面積小
內(nèi)展翅片換熱器通過(guò)在換熱管內(nèi)加翅片增加換熱面積，在增強(qiáng)換熱的同時(shí)減少光管換熱面積，使得整臺(tái)設(shè)備體積大大減少，一般相對(duì)于常規(guī)換熱器體積要小50%-75%，占地面積一般為常規(guī)換熱器的25%-50%。
4.投資省，回報(bào)期短
內(nèi)展翅片換熱器體積小，設(shè)備制造所需要的材料少，盡管技術(shù)含量較高、工藝和制造復(fù)雜，設(shè)備總體價(jià)格相對(duì)于同等處理量。相同材質(zhì)的常規(guī)換熱器要低。由于內(nèi)翅片換熱效率高，且節(jié)能、節(jié)水、節(jié)電*，設(shè)備投資回報(bào)短。
5.降低用戶的維護(hù)成本
我們知道水垢的形成與水的流動(dòng)情況有很大的關(guān)系，一般來(lái)講，冷卻水走殼程時(shí)，由于水的不斷折流擾動(dòng)，使得水垢很難形成，相對(duì)于冷卻水走管程，冷卻水走殼程時(shí)水垢的形成周期要慢2—5個(gè)周期，加上讓高壓氣體走管程，由于管程介質(zhì)的高溫高壓，流速較大，污垢系數(shù)較小，這樣就使得換熱器的清洗周期大大加長(zhǎng)，使用戶的維護(hù)成本降低。
六、內(nèi)展翅片換熱器的主要適宜工況
換熱設(shè)備換熱效率的低劣主要取決于換熱器換熱系數(shù)，為了提高換熱效率，必須增強(qiáng)設(shè)備的總傳熱系數(shù)。換熱器強(qiáng)化方式主要取決于參與換熱的兩種介質(zhì)的換熱性質(zhì)。我公司生產(chǎn)的內(nèi)展翅片換熱器廣泛地應(yīng)用于石油、化工、醫(yī)藥、動(dòng)力、制冷、熱泵、食品等行業(yè)。
內(nèi)展翅片管換熱器主要適用于：
1、各種工藝氣體的冷卻、加熱；
2、各種工藝汽體的冷凝；
3、各種工藝氣體尾氣的回收、冷卻；
4、高（低）粘度液體和水熱交換等工況。
內(nèi)外翅片管換熱器主要適用于氣體和氣體熱交換工況。
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