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燃气锅炉翅片管式换热器的分类

文章作者:艺能锅炉   发布时间:2017-09-11
燃气锅炉翅片管换热器是人们在改进管式换热器的过程中最早也是最成功的发现之一,直至目前,这一方法仍是所有管式换热器强化传热方法中应用得最为广泛的一种。

一、燃气锅炉翅片管换热器概述
  在具体工艺条件不同时,冷热流体的密度、粘度、比热相差巨大,导致换热器两侧传热系数差距较大,甚至不在同一数量级上,此时可以通过在传热较弱的一侧加上翅片而扩大换热面表面积来地提高传热系数,从而增加传热量。也可以达到在传热量不变的情况下,减小换热器的体积,达到高效紧凑的目的。当换热面一侧是气体,另一侧是强制对流换热的液体时,液体侧的换热系数一般比气体侧大10倍以上。
  在间壁式冷凝换热器中,水和烟气在管内和管外流动,管外烟气的显热和潜热通过换热管壁面传递给管内的水。此过程的传热热阻包含了烟气与管壁面之间的热阻、管壁的热阻和管壁与水之间的热阻,其中烟气与管壁之间的热阻最大,是影响传热的关键因素。燃气锅炉翅片管换热器的表面积较光管大大增加,虽然烟气的换热系数仍然很低,但反映在光管外表面积上的传热效果将大增,从而使整个传热过程增强,在总传热量一定的情况下,使设备的金属耗量减小,体积减小,经济性与适应性提高。
  燃气锅炉翅片管换热器是人们在改进管式换热器的过程中最早也是最成功的发现之一,直至目前,这一方法仍是所有管式换热器强化传热方法中应用得最为广泛的一种。翅片管式换热器不仅适用于单向流体的流动,而且对相变换热器也有很大的价值。
  二、燃气锅炉翅片管式换热器的分类
  1、按结构型式分类
  从结构型式上,翅片管可分为纵向和径向(横向)两大类,其他型式均为这两类的发展变形,如大螺旋角翅片管接近纵向,小螺旋管翅片管接近径向。翅片管的形状有圆形、矩形和针形。翅片管在管外时称为外翅片管,在管内时称为内翅片管。
  2、按制造工艺分类
  按照制造工艺可以把翅片管分为整体翅片管、焊接翅片管、高频焊翅片管和机械连接翅片管等。
  (1)整体翅片管是由制造、机械加工或轧制而成,翅片与管子制成一个整体,该类翅片管无接触热阻,强度高、耐热震和机械振动,传热、机械性能均较好,但制造成本较高,适用于制造低翅片管。
  (2)焊接翅片管是使用钎焊或惰性气体保护焊等工艺制造,现代焊接技术可以使不同材料的翅片连接在一起,并能将翅片管制造的简单、经济,具有较好的传热和机械性能,被广泛应用。但是焊缝中存在焊渣不利于传热,生产此类翅片管需保证焊接质量。
  (3)高频焊翅片管,利用高频发生器产生的高频电感应,使管子表面与翅片接触处产生高温,在10μm左右的深度范围内使两者熔化并加压使管子与翅片连为一体。制造简单、生产效率高,不使用焊料,传热和机械性能较好。
  (4)机械连接翅片管通常有绕片式、镶嵌式和套片式三种。绕片式翅片管制造简单,把金属带用机械或焊接方式固定于管子一端,借管子转动力矩将金属带紧紧地缠绕在管壁上,将另一端固定即成为绕片式翅片管。绕片的材料可以是铜、钢或铝。镶嵌式翅片管把翅片根部加工成一定形状后镶嵌于管壁的对应槽内。套片式翅片一般为冲压成型,热套于管壁上,采用机械胀管等方式连翅片管。翅片和管子的材料可以任意组合,翅化比可以比较大,制造成本较低,但是此类翅片管接触热阻较大,长期使用易产生塑性变形和氧化,不耐热震和机械振动。
  除按结构型式和制造工艺分类外,翅片管还可按使用材料分类,翅片管使用材料范围较广,有碳钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金、蒙乃尔合金等,有时还会使用双金属翅片以节约贵重金属材料,同时又可适应耐腐蚀性的工艺要求等。

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