翅片管传热计算
翅片管一定程度上影响了余热锅炉的性能与成本锅炉的热力计算是锅炉性能设计的重要内容。热力计算的准确性即受热面的数量是保证余热锅炉出力、参数、热效率及成本的根本。
不同型式的螺旋翅片管:如螺旋翅片、H形或碟形翅片等虽然已在常规电站锅炉、循环流化床锅炉和冶金、化工、建材等行业的余热锅炉中也有着广阔的应用。但是,在其设计过程中翅片管散热器通过在普通的基管上加装翅
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翅片管传热计算
翅片管一定程度上影响了余热锅炉的性能与成本锅炉的热力计算是锅炉性能设计的重要内容。热力计算的准确性即受热面的数量是保证余热锅炉出力、参数、热效率及成本的根本。
不同型式的螺旋翅片管:如螺旋翅片、H形或碟形翅片等虽然已在常规电站锅炉、循环流化床锅炉和冶金、化工、建材等行业的余热锅炉中也有着广阔的应用。但是,在其设计过程中翅片管散热器通过在普通的基管上加装翅片,从而达到强化传热的目的,才能有加热的效果需要加热时,它可以使用高温水,蒸汽或者高温导热油来加热空气。主要采用国外引进或前苏联的标准计算方法,并借助设计人员的长期设计经验或对于一定结构的翅片管束的模化试验结果。目前,国内尚无成熟、规范的各种翅片管束标准计算方法。
对于联合循环余热锅炉螺旋翅片管的传热计算也是如此。 在国外引进或前苏联的标准计算方法中,虽有关于螺旋翅片管束的传热及阻力计算方法,但具体应用上有局限性。一方面是结构参数上,如管束间距、翅片规格等。另一方面是未能充分反映燃气轮机排气的污染特性对传热计算的影响。这样大部分烟气的余热,还是被排空放掉了,回收利用余热,生产蒸汽供生产和生活使用,取消外供燃煤(气、油)锅炉,为能完全回收窑炉尾气余热,达到充分节能的目的。
此外,螺旋翅片管的传热特性尚与翅片的焊接方法及焊着率有关,而国内外的翅片管焊接工艺不可避免地存在着一定的差异。上述因素限制了锅炉制造厂在联合循环余热锅炉及其它余热锅炉的翅片管受热面设计中对于翅片管和受热面结构与布置的进一步优化以及翅片管束的国产化,翅片管一定程度上影响了余热锅炉的性能与成本。翅片热管可以副产低压蒸汽供生产生活使用,只有在吹扫烟道时,需要的蒸汽较多,需外供蒸汽加以补充。
此外,当燃气轮机排气通过螺旋翅片管向管内蒸汽传热时,尽管螺旋翅片管强化了受热面的传热能力,但也使管外翅片工作在恶劣的高温环境中,使得管外螺旋翅片的温度往往较高,可能超过材料所允许的耐温极限,造成翅片被烧坏。对余热锅炉而言,其高压过热器与再热器受热面因管w烟气和管内工质温度均较高这种方法产生的传热管因其外管与翅片是一个有机整体,具有良好的传热效率。如设计时翅片高度不合理,则螺旋翅片外端的温度,通常称为翅端温度,可能超过翅片材料的允许温度,从而导致翅片因超温烧毁,影响余热锅炉的运行可靠性。 综上所述,必须对不同结构的翅片管及翅片管受热面的传热与阻力特性、螺旋翅片的温度分布等进行研究,为翅片管的结构优化以及翅片管受热面的优化设计提供设计计算方法。
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日常生活中为什么要采用翅片管?
就拿我们熟知的暖气来讲,我们熟悉的对流换热就是暖气片外表面和空气之间的换热,固体表面与和它接触的流体之间的换热称为对流换热。生活经验告诉我们:暖气片面积越大,表面温度越高(即表面温度和空气间的温差越大),供热时间越长,则换热量越大,房间越暖和。这说明对流换热量和换热面积成正比,和温度差成正比,和时间成正比。为了比较不同情况下对流换热的强弱,我们需定义一个物理量:叫做“换热系数”。 换热系数是指单位面积,单位温差(壁面和流体之间的温差),单位时间的对流换热量。其单位是J / (s.㎡.℃) 或 W/(㎡.℃). 对流换热系数常用符号 h 表示。这一现象说明,在小的翅片间距下,由于涡旋的产生,换热系数被增强。
流体的种类和物理性质:例如水和空气是截然不同的,其换热系数相差甚大;
流体在换热过程中是否发生相变,即是否发生沸腾或凝结。若有相变发生,则其换热系数将大大提高;
还和流体的流速和固体表面的形状有关。等等。
翅片管换热器
当翅片被“根植”在光管表面上以后,在由管内向管外传热的情况下,热量将从翅片根部沿翅片高度向外传递,同时不断地以对流换热的方式传给周围的流体,其结果就使得翅片温度沿高度方向逐渐下降。
翅片温度沿高度方向逐渐下降,说明翅片温度与周围流体温度的差值在逐渐缩小,单位面积的换热量在逐渐缩小。这样,翅片表面积对增强换热的有效性在下降。翅片越高,其增加的面积对换热的“贡献”就越小。
因为翅片效率小于1,说明增加1倍的翅片散热面积,并不能增加1倍的散热量,要打一个“折扣”,这个“折扣”就是翅片效率。
翅片效率的数值取决于翅片的形状,高度,厚度,材质,更重要地还取决于管外换热系数。
翅片高度对翅片效率的影响d,翅片越高,翅片效率就越低;其次,翅片材质的热传导性能也有一定的影响,铝的导热系数高于碳钢,在其他条件相同时,铝翅片比钢翅片的效率要高。
翅片管就是在原有的管子表面上(不论外表面还是内表面)加工上了很多翅片,使原有的表面得到扩展,而形成一种的传热元件。
翅片管束的组成部分有哪些?
翅片管又称扩展表面管,可以有壳体也可以没有,翅片管是在原有的管子表面上,不论外表面还是内表面加工上了很多翅片,使原有的表面得到扩展,而形成一种的传热元件。
翅片管在动力、化工、制冷等工业中有广泛的应用,主要应用于空气冷却器,能减轻工业缺水及工业用水的环境污染问题,传热强化方面使得低肋螺纹管及微细肋管等在蒸发、冷凝方面的相变换热得到广泛应用。
由多支翅片管按一定规律排列起来而组成的换热单元叫翅片管束。一个翅片管换热器可以由一个或多个翅片管束组成,对翅片管束了解有助于翅片管换热器的应用。
翅片管束的组成部分有哪些呢?
1.翅片管多支:传热的基本元件;
2.管箱集箱或管板:连接翅片管两端的箱体,弯管或钢板,当翅片管与箱体或管板连接以后,翅片管之间的间距也就固定了,同时管箱使管内的流体形成了连续的流道;
3.构架:使整个翅片管束得以支撑和固定。
管束是空冷器中主要部分,由翅片管、管箱和框架组成,是一个独立的结构整体,它的基本参数有管束型式通常指水平式、斜顶式等;工作压力和温度、翅片管型式和规格;管箱型式、管束长度和宽度、管排数、管程数等。
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