翅片管式换热器
铜管翅片式换热器工作原理
铜管翅片式换热器工作原理
铜管翅片式换热器是一种常用的换热设备，主要由铜管和铝翅片组成。
其工作原理如下：
1. 热媒介流经铜管：热媒介（如蒸汽、热水或热油）从换热器的一侧流入铜管，进入铜管内部。
2. 热媒介在铜管中传热：热媒介在铜管内部流动，通过与铜管壁的接触，将热量传递给铜管壁。
由于铜具有良好的导热性能，能够有效地从热媒介中吸收热量。
3. 翅片增加换热面积：铜管的外表面附有铝翅片，通过铝翅片的形状设计和分布方式，有效地增加了换热器的换热面积。
这些翅片能够增加与周围空气的接触面积，提高换热器的换热效率。
4. 热媒介将热量传递给空气：热媒介通过铜管壁传递的热量被铝翅片吸收，再通过翅片与周围空气接触，将热量传递给空气。
热媒介在与空气相互接触过程中，冷却下来，达到热量交换的目的。
5. 冷却的热媒介回流：在经过翅片散热后，热媒介冷却成为低温的状况，通过换热器的另一侧流出，完成一次热量传递的过程。
通过以上步骤，铜管翅片式换热器能够实现有效地热量传递，将热媒介的热量散热并传递给周围空气，达到换热的目的。
这
种换热器结构紧凑，换热效率高，广泛应用于各种工业领域的散热、冷却和加热过程中。
翅片管换热器执行标准(一)
翅片管换热器执行标准(一)
翅片管换热器执行标准
简介
•翅片管换热器是一种常用的换热设备，广泛应用于工业领域。
•为了保证翅片管换热器的安全、可靠运行，制定了相应的执行标准。
标准概述
•翅片管换热器执行标准是针对翅片管换热器设计、制造、安装和维护等各个环节的规范要求的统称。
•标准的制定目的是为了提高翅片管换热器的效率、延长使用寿命、降低故障率。
标准内容
1.设计要求
–标明了翅片管换热器的基本参数，如换热面积、换热系数等。
–确定了翅片管的材料选择、敷设方式等要求。
2.制造要求
–规定了翅片管换热器的加工工艺，包括翅片的制作、管道的焊接等。
–对焊接质量、表面处理、检测方法等进行了详细的要求。
3.安装要求
–确定了翅片管换热器的安装位置、连接方式等。
–确保换热器与其他设备的协调配合，并考虑到换热器的维护和清洗。
4.运行要求
–规定了翅片管换热器的工作压力、工作温度等操作条件。
–强调了设备的定期维护和保养，以及对异常情况的处理措施。
标准影响
•翅片管换热器执行标准的实施，对于提高换热器的性能稳定性、降低能耗、保证产品质量具有重要意义。
•标准的制定也对相关行业的发展起到了积极的推动作用。
结论
•翅片管换热器执行标准的制定是为了保证设备的质量和安全运行。
•遵守标准要求，能够提高翅片管换热器的效率和寿命，降低故障风险。
•希望各相关单位严格按照标准执行，共同推动行业的健康发展。
翅片管式换热器的制造工艺
2．3 管箱隔板与侧板的焊接
管箱为承压部位 ，其质量取决于隔板与侧板是否焊接牢固 ，因结构无法从管箱内侧焊接 ， 为此在两(a)A 侧 (b)B侧侧板上用数控等离子气割机割出宽为 8mm 的承插槽 ，见图 6。 每条承插槽断开120mm，在隔板相应的位置割出凹槽 ，以便隔板扣入侧板上 ，最后满 焊槽孔 。
翅片管热交换器制造工艺及其检漏方法
以方形翅片管式换热器为例
• 结晶箱简介
• 制造工艺及过程控制
结晶箱简介
方形翅片管热交换器的结构示图见图。 壳体由6块方形平板焊接而成 ，2块管板镶嵌于壳体中， 除顶面外，热交换器余几面均布有加热外盘管 。
制造工艺及过程控制
2Hale Waihona Puke 1翅片管制造及检漏2．1．1 制造 采用高频焊将1mm 正方形薄片均匀焊在无缝钢管上 (图 )。翅片管的质量体现在 翅片与管子焊合度 、翅片间距及平整度的三点要求上 。 隔板用剪板机剪成定宽长板 ，在平台上绘出隔板排布图 ，后依照尺寸将其焊为 迷宫状 ，待组装 。
基于方形翅片管热交换器结构的特殊性，对其工艺过程分别设计了合理的试压工装 ， 为类似热交换器的制造可提供一定的借鉴 。
End
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2．4 组装及其他
(1)翅片管组装组装时先将一块管板垂直于底板 ，另一块管板稍微倾斜一定的角度 ， 两管板间用葫芦拉住 ，由下向上逐层穿入翅片管 ，并逐渐拉紧葫芦直至翅片管全部穿 入。 (2)管箱隔板组装隔板为迷宫型 ，是由很多块长条板组焊而成 ，拼装时应严格校对各 个隔板位置的准确性 ，并做好防变形工作 。 (3)管箱试压步骤新的检漏方法可避免对壳体打压 ，在换热管与管板的焊接接头检验合 格后 ，只需在管箱试压即可保证设备质量达到要求。
翅片管换热器的主要技术参数
翅片管换热器的主要技术参数翅片管换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于化工、石油、电力、冶金等行业。
它通过两种流体的热量传递，实现热量的回收和利用，从而提高能源利用效率。
本文将详细介绍翅片管换热器的主要技术参数，以帮助大家更好地了解和选择这种设备。
一、翅片管换热器的定义和作用翅片管换热器是一种利用翅片管进行热量传递的设备。
它由壳体、翅片管束、进出口接管等部件组成。
在工作过程中，两种流体分别在翅片管内外流动，通过温差实现热量传递。
二、翅片管换热器的主要技术参数1.热交换面积：热交换面积是衡量翅片管换热器性能的重要指标，面积越大，换热效果越好。
根据实际需求和工艺条件选择合适的热交换面积。
2.换热器管径：换热器管径影响着流体的流动状态和换热效果。
通常情况下，管径越大，流体速度越快，换热效果越好。
但管径过大会增加设备成本，因此需根据实际需求选择合适的管径。
3.翅片高度：翅片高度直接影响着换热器的传热系数。
一般来说，翅片高度越高，传热系数越大，换热效果越好。
但过高的翅片高度会增加设备的阻力，影响流体的流动。
因此，在选择翅片高度时，需综合考虑换热效果和设备阻力。
4.翅片间距：翅片间距影响着流体的流动状态和换热效果。
合适的翅片间距可以保证流体的顺畅流动，提高换热效率。
翅片间距过小会导致流体通道狭窄，流动阻力增大；翅片间距过大则会降低换热效果。
5.材料选择：翅片管换热器材料的选用应根据实际工况和需求进行。
常用的材料有碳钢、不锈钢、铝等。
碳钢适用于高温、高压的工况；不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，适用于腐蚀性介质的换热；铝材则具有良好的导热性能，适用于低压、低温的工况。
6.工作效率：翅片管换热器的工作效率是指单位时间内完成的热量传递量。
工作效率越高，说明设备的性能越好。
在选择翅片管换热器时，应根据实际需求和工艺条件，选用高效能的设备。
三、翅片管换热器的应用领域翅片管换热器因其高效、节能的特性，广泛应用于化工、石油、电力、冶金、空调等领域。
铜翅片管换热器 耐温范围
铜翅片管换热器耐温范围
铜翅片管换热器的耐温范围取决于铜材料本身的耐温性能以及翅片管换热器的设计和制造技术。
一般来说，铜材料的熔点为约1083°C，但其耐高温性能在这个温度以下可能会有所下降。
针对不同的应用需求和管道流体，翅片管换热器可以采用不同的设计和制造技术以提高耐温性能。
例如，可以增加翅片与管道之间的接触面积，采用合金化的铜材料或者其他高温耐用的材料来制造翅片管换热器。
一般而言，铜翅片管换热器的耐温范围可在-50°C至200°C左右。
但具体的耐温范围还需要根据实际使用条件和设备设计参数来确定，建议在使用前参考产品的技术参数和制造商提供的相关资料。
内翅片管式换热器
●内翅片管式换热器●1前言管式换热器普遍用于石油,化工,冶金,电力等行业中,它具有结构简单,制造容易,材料广泛,适应性强等特点,是工业生产中的主要换热设备.目前,广泛应用的金属管式换热器是通过间壁来换热的,它传输的热量受到间壁面积和传热能力的限制,其综合传热系数不高,一般气一气换热的管式换热器仅为15～ZOW/m20C左右,管式插件换热器为30～3w/m2OC左右.由于管式换热存在着综合传热系数低,设备庞大等不足,为此各种插件热器,翅片管换热器等新型换热器应运而生.目前,开发新型高效换热器已成为换热器的发展趋势.内翅片管式换热器是我们最新研制开发的新型换热器,系国内首创,属于一代新型高效换热器,目前,已在工业中应用,取得了良好的效果.2内翅片管式换热器及其应用2.1内翅片管式换热器新型内翅片管式换热器的主要特点是:通过在换热管内扩展表面,强化管内传热的途径来提高换热器的性能.内翅片管采用纵向直肋,管内翅化比可达4～6,与一般光滑管相比,其管内给热系数可提高3～4倍左右.内翅片管的翅片采用焊接工艺焊接,其焊着率为i00.内翅片管式换热器与一般管式换热器在结构上差异不大,它们之间的区别主要在于换热管的不同.内翅片管如图1所示.内翅片管的规格见表1图1内翅片管内翅片管的规格袁袁1Do(ram)lh(mm)8(ram)晶L(ram)38—89l12—131～2l22{4--610000其中:Do一督径h一翅片高度a翅片厚度n一翅片散且一内翅化比L一翅片营长虚46与一般管式换热器相比,内翅片管式换热器具有以下优点:(1)管内给热系数相比.对于一般气一气换热管式换热器而言,管内热阻往往是控制热阻,因此,提高管内给热系数至关重要.采用翅片管时,管内翅化比可达4～6,管内给热系数可提高3～4倍,从而显著地强化了管内传热.(2)传热能力强.一般管式换热器的传热系数近似为K—a.a2/<a.十az),由于管内给热系数a的大幅度提高,K值也成倍提高了(a,a分别为管外,管内给热系数).(3)管壁温度低.管式换热器的管壁温度Tb一(a2tz/al十t)/(a2/al+1),显然,随着管内给热系数a的大幅提高,Tb是下降的,这时在高温下工作的换热器是十分重要的,可延长换热器的使用寿命(tt,t-分别为管外,管内流体的温度).(4)换热器结构紧凑.由于换热器传热系数K值的成倍提高,使得换热面积大为减少,换热器的体积也大为减小.2.2内翅片管式换热器的应用我们结台首钢余热利用工程,在蒸汽过热器上率先使用了内翅片管式换热器,如图2所示.2蒸汽过热器示意图1一垃热蒸汽出rn}2--按热营3一壳体;4一饱和蒸汽^rn}5一稠板;6一橱板其翅片管规格如图3所示管内,外翅片见表2,表3.圉3翅片管规格管内翅片表257I50』16f1.4l12f3.3管外翅片表3Dl(mm)lB(mm)lZ~(mm){f!!i:!l!:!其中:Do一管外径Dl一管内径Df一管外翅片外径h一翔片高度8一内翔片厚度n一翔片散岛一内翅化比p0一外翔化比△一外翔片厚度蒸汽过热器实测运行参数表4蒸汽风箱烟气人口/出口温度(℃)135/157188/15z热负荷'kw)～65按热面积(rⅡ)16.7综台传热系数(w/mk)～16547蒸汽过热器的实测运行参数见表4.其工艺流程见图4.图4工艺流程图1高温风箱;2过热器;3烟道4较水泵;5一除尘器;6气忾式热曾换热器,7汽包实践表明内翅片管式蒸汽过热器具有很高的综合传热系数,充分显示了它优越的强化传热性能.在生产中获得了良好的效果.2.3内翅片管式换热器的应用前景由于内翅片管是我们于2000年6月刚刚开发的新型换热器,它的应用范围还有很大的局限性.可以预见内翅片管式换热器必将在冶金,电力,石油,化工等行业有广泛的发展空问.下面仅以冶金加热炉空气预热器为例说明之.在工业窑炉中利用换热器回收窑炉废烟气的余热来预热空气或煤气可以提高理论燃烧温度,提高热效率,节能降耗,产生明显的经济效益,因此,空气预热器已成为工业窑炉的重要组成部分,被广泛应用.传统的空气预热器大多为管式换热器或插件换热器,它们存在着空气温度低,管壁温度高,结构庞大,尤其在高温条件下,使用寿命短等弊端.例如,当烟气温度为800C时,在标准流速,换热器体积相同条件下,一般管状换热器的空气预热温度～320C.管壁温度～570C,而内翅片管式换热器可将空气预热到～500C,管壁温度～420℃,可见内翅片管式换热器的优点是十分明显的.内翅片管的材质可以是碳钢或不锈钢.在它的管外还可以设置各种扩展面,如环肋,直肋,针肋等来满足各种不同工况的需要,从而进一步提高换热器的性能.3结束语内翅片管是一种薪型高教换热器,属于国内首创,与一般管式换热器相比,具有综台传热系数大,管壁温度低,结构紧凑,使用寿命长等特点,在冶金,电力,石油,化工的行业中具有广泛的应用前景.。
翅片管换热器基础知识
翅片管换热器基础知识在换热器中，很多时候传热两侧流体的换热系数大小不平衡，通常我们会在换热系数小的一侧加装翅片。
什么是翅片管？翅片管，又叫鳍片管或肋片管。
顾名思义，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，而形成一种独特的传热元件。
为什么要采用翅片管？在原有表面上加工上翅片能起到什么作用呢？翅片管换热器的结构与一般管壳式换热器基本相同，只是用翅片管代替了光管作为传热面。
这使得其结构更加紧凑，换热面积增加，可以加强换热。
什么情况时，选用翅片管呢？有几个原则：（1）管子两侧的换热系数如果相差很大，则应该在换热系数小的一侧加装翅片。
•例1：锅炉省煤器，管内走水，管外流烟气，烟气侧应采用翅片。
•例2：空气冷却器，管内走液体，管外流空气，翅片应加在空气侧。
•例3：蒸汽发生器，管内是水的沸腾，管外走烟气，翅片应加在烟气侧。
应注意，在设计时，应尽量将换热系数小的一侧放在管外，以便于加装翅片。
（2）如管子两侧的换热系数都很小，为了强化传热，应在两侧同时加装翅片，若结构上有困难，则两侧可都不加翅片。
在这种情况下，若只在一边加翅片，对传热量的增加是不会有明显效果的。
•例1：传统的管式空气预热器，管内走空气，管外走烟气。
因为是气体对气体的换热，两侧的换热系数都很低，管内加翅片又很困难，只好用光管了。
•例2：热管式空气预热器，虽然仍是烟气加热空气，但因烟气和空气都是在管外流动，故烟气侧和空气侧都可方便地采用翅片管，使传热量大大增加。
（3）如果管子两侧的换热系数都很大，则没有必要采用翅片管。
•例1：水/水换热器，用热水加热冷水时，两侧换热系数都足够高，就没有必要采用翅片管了。
但为了进一步增强传热，可采用螺纹管或波纹管代替光管。
•例2：发电厂冷凝器，管外是水蒸汽的凝结，管内走水。
两侧的换热系数都很高，一般情况下，无需采用翅片管。
翅片管束1什么是翅片管束？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。
翅片管式换热器设计标准
翅片管式换热器设计标准
翅片管式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、电力、冶金
等行业。
其设计标准对于保证换热器的性能和安全具有重要意义。
本文将从设计标准的角度出发，对翅片管式换热器的设计要点进行详细介绍。
首先，翅片管式换热器的设计应符合国家相关标准，如《换热设备设计规范》GB 50661-2011等。
在设计过程中，应充分考虑换热器的工作条件、介质特性、换
热面积、流体流速等因素，确保设计符合标准要求。
其次，对于翅片管式换热器的翅片设计，应注意翅片的材质选择、形状结构、
间距等参数。
翅片的材质应具有良好的导热性能和耐腐蚀性能，常见的材质有铝合金、不锈钢等。
翅片的形状结构应合理设计，以增大传热面积，提高换热效率。
同时，翅片之间的间距也需经过合理计算，以确保介质在换热过程中的流体动力学性能。
另外，换热器管束的设计也是关键的一环。
管束的布置应符合流体介质的流动
特性，避免出现流阻过大、流动不均匀等问题。
管束的材质选择和尺寸设计也需要根据实际工况进行合理的选择，以确保管束在工作过程中具有良好的强度和稳定性。
此外，在翅片管式换热器的设计过程中，还需要考虑换热器的清洗和维护便利性。
合理的设计应考虑到换热器内部的结构，以便于清洗设备、维修设备等工作的进行，保证换热器的长期稳定运行。
总之，翅片管式换热器的设计标准涉及多个方面，需要综合考虑换热器的工作
条件、介质特性、材质选择、结构设计等因素。
只有严格按照设计标准进行设计，才能保证换热器具有良好的换热性能和安全稳定的运行。
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二、翅片管式换热器的传热计算
翅片管式换热器传热基本方程与其它管式换热器一样，即
Q K i Fi t m K o Fo t m
根据翅片管式换热器在加热或冷却空气的过程中是否有凝结 水析出，其传热系数的计算分为干工况与湿工况。
1.干工况
当翅片管式换热器用于加热空气或冷却空气但不产生凝结水 时，这种过程称为干工况（等湿加热或等湿冷却过程）。两 侧均为液体时，其传热系数或对流换热系数均按干工况计算。
机械连接翅片管 有绕片式、镶片式、套片式或串片式等。
绕片式
套片式或串片式
轧片式
二次翻边片
按材料分类
有碳钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金、蒙太尔合金等，有时 还可以采用双金属翅片替代贵金属材料。
2.翅片管的基本要求
良好的传热性能、耐温性能、耐热冲击能力及耐腐蚀能力，易于 清理污垢，压降较低等。
加翅原则： 根据管内、外两侧流体传热性能进行选择。通常翅 片加在对流换热系数小的一侧；当两侧换热系数接近时，则在管 内、外两侧均加翅片，或外加翅片，内加麻花铁、螺旋体等扰动 元件。
2.湿工况
当湿空气外掠翅片管时，由于管外表面温度低于湿空气的露点温度， 空气不但被冷却，而且其中所含的水蒸气也将部分凝结出来，在翅 片表面形成水膜。这种过程称为湿工况。 总传热系数 显热交换与潜热交换
1 ro 1 ri Ko i o
odr Gmax d r 0.1378
0.718
cp
1/ 3
Sf H f
0.296
dr-翅根直径； Gmax-最窄流通截面处的质量流速； Sf -翅片间距； Hf -翅片高度。
管外压降
2 nGmax P f 2
F1o- 每米管的管外表面积； F1i- 每米管的管内表面积。
金属基管，可以近似为平壁计算：
（传热过程无接触热阻）
1 1 ro 1 ri Ki i o 1 ro 1 ri Ko i o
外掠翅片管束的换热和压降 圆管－圆形翅片管束（管外对流换热系数）
翅片管式换热器
翅片管式换热器在动力、化工、石化、空调工程、制冷工程中应用广泛。 如空调工程中使用的表面式空气冷却器、空气加热器、风机盘管、制冷 工程中使用的冷风机蒸发器等属于典型的翅片管式换热器。
1.翅片 2.蒸发管 3.毛细管 直接蒸发式空气冷却器
工作原理： 液态制冷剂经过等长的毛 细管均匀送入各路翅片管， 吸收外掠翅片管的空气的 热量后变为蒸汽，然后回 到压缩机。外掠翅片管的 空气再经过适当处理后即 可送入空调房间，使空调 房间维持一定的温湿度， 达到空调的目的。
蒸发器
一、基本构造
翅片管式换热器由单根或多根翅片管组成。翅片管由基管（圆 管、扁平管、椭圆管）与翅片构成。翅片可分别加在每根管子 上，也可以同时与数根管子相连。 管内、外流体一般布置成叉流流动方式。
1.翅片管的分类
按结构分类
纵向和横向（径向）翅片两大类。螺旋翅片管
扁平管+翅片的形式
典型的翅片管结构形式
管外压降
2 nGmax P f 2
适用于表面结构未作任何处理的平直翅片管束。
0.9 0.7
Gmax d e f 1.463
0.245
S1 d r d r
S1 d r de 1 S d f r
螺旋翅片管
按制造工艺分类 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。 整体翅片 由铸造、机械加工或轧制而成，翅片与管子一体，如 低压锅炉的省煤器就采用整体铸造的翅片管。 无接触热阻、强度高、耐热震和机械振动，传热、机械及热膨胀 性能均较好，但制造成本高，适用于低翅片管（翅化比小于5）。 焊接翅片 用钎焊或惰性气体保护焊等工艺制造。不同材料的翅片 与管焊接在一起，翅片管制造简易、具有较好的传热和机械性能， 在工业上广为应用。焊缝中的残渣不利于传热，必须保证焊接质量。 高频焊翅片 利用高频发生器产生的高频电感应，使管子表面与翅 片接触处产生高温而部分熔化，再通过加压使翅片与管子连成一体。 连接过程中无焊剂、无焊料、制造简单、性能优良，工业应用中最 多的一种工艺。
i1 i2 c p t1 t 2
ξ- 析湿系数； i1-进口空气焓值； i2-出口空气焓值。
ξ的大小直接反映在减湿冷却过程中， 空气中凝结水的析出程度，同时又反映 因存在湿交换使得传热量增大的程度。 干工况，ξ＝1。
三、翅片管的结构及参数
基管外径与管壁厚 参照相关设计标准、手册。
de F1r d r F1 f
0.67
S1 d r d r
0.2
S1 d r 1 S f
0.2
S1 d r S d r 2
0.4
F1 f /(2n f )
F1r F1 f
F1r- 每米管的管外无翅片表面积； F1i- 每米管的管外翅片部分表面积； nf- 单位程度上的翅片数。
总传热系数
F1i d o 1 1 ri ln Ki i 2 di
ro 1 o ro 1 o
F1o d o 1 ri ln Ko i 2 di
F1o F1i
n-流动方向上的管排数； S1-横向节距； S2- 纵向节距。
0.927
Gmax d r f 37.86
0.316
S1 d r
S1 S 2
0.515
圆管－矩形翅片叉排管束（管外对流换热系数）
ode Gmax 0.251