空冷器的设计
空水冷却器设计(DOC)
2MW空水冷双馈风力发电机的空水冷却器设计说明书
一、设计要求
本设计适于环境温度40°c,海拔2200m环境。
换热量为39kW,冷却液为55%乙二醇与45%纯水的混合溶液，流量为9m3/h,冷却液进水温度48°C，出水温度52.4°C，冷却液压降0.05MPa；空气流量1.56m3/s，冷却器进风温度74.5℃，出风温度53°C，空气允许压降i35Pa。
设计选用的换热管外径8.8mm,内径7.5mm的冷却器结构设计。
主要部件材料为
二、冷却器主要结构参数
表1结构参数表
三、满足设计要求所需要的散热器传热系数
表2海拔2200m环境所需要散热器传热系数计算表
四、设计散热器的传热系数
表3海拔2200m环境所设计散热器传热系数计算表
五、冷却器的冷却液压降计算
经计算得冷却水管进口局部损失系数为0.9681，出口局部损失系数为0.492,进出铜管总局部损失系数上1.4601。
表4散热器冷却液压降计算表。
空冷器管箱设计与配管设计的影响作用研究
(未满足请 购 阶 段 要 求 的 １５ mm 间 隙).该 间 隙
只满足管箱自身的热膨胀.
的一端为固 定 端.对 于 单 管 程 管 束,除 有 特 殊 要
求外,一般将进口管箱确定为固定端.
３)以管 束 侧 梁 为 固 定 基 座. 对 固 定 端 管 箱
以及管箱支承处 的 校 核 方 法,分 析 了 空 冷 器 管 束
支架的支撑形式及预留间隙的大小对空冷器配管
设计的影响.
１ 空冷器和空冷器管束的基本结构介绍
空冷器主要由管束、风机、构架、百叶窗、梯子
平台等五个基本 部 件 组 成,其 基 本 结 构 形 式 如 图
１ 所示.对于空冷器配管设计 产 生 主 要 影 响 的 是
列原则
:
【
１】
１)任何管 束 的 管 箱 与 管 束 框 架 槽 钢 间 必 须
有一端可以沿长 度 方 向 自 由 伸 缩,同 时 还 应 留 有
沿管箱宽度方向的热膨胀间隙.
２)确定管束的固定端和自由端,只允许管束
向自由端做 热 位 移 的 滑 动.一 般 以 进、出 口 管 线
９
配管设计示意.该空冷器外形尺寸为 ９m×２．
经空冷器换热后排放到大气中 【１】.
在石化炼化项目中,随着装置的大型化,在单
片空冷器Байду номын сангаас却效 率 一 定 的 情 况 下,为 了 达 到 相 应
处理量所需的冷 却 效 果,只 能 通 过 增 加 空 冷 器 片
数的办法来满足要求.由于空冷器片数的增加以
及空冷外接 管———集 合 管 管 径 的 加 大,使 空 冷 器
浅析空冷器管束设计、制造、检验技术
科学技术创新2020.18浅析空冷器管束设计、制造、检验技术高少平（大庆石油化工机械厂有限公司，黑龙江大庆163000）由于空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备。
它由许多零部件构成，但其中最主要的几个部分是：管束、风机、构架以及百叶窗，管束作为检验空冷器性能的主要部件，其质量的高低直接影响着空冷器换热能力也就是空冷器的冷却效果，因此必须要做好空冷器管束的设计、制造以及检验工作。
1空冷器管束设计技术1.1翅片管的类型选择在空冷器当中，翅片管是最主要的换热元件，因此在设计空冷器管束的结构前，首先就要确定好翅片管的结构类型，而这需要根据使用者对空冷器的具体要求来决定。
当前存在于市面上的翅片管类型有很多，常用的有L 型绕片型翅片管、LL 型绕片型翅片管、镶嵌式翅片管、双金属轧片式翅片管等。
这些翅片管在使用时都有一些注意事项，例如L 型绕片型翅片管不能应用在湿式空冷器当中，由于湿式空冷器内部的空气水含量较多，可能从翅片根部缝隙对换热管产生腐蚀，从而使换热管产生泄漏，进而影响使用；而双金属轧片式翅片管是由铝管与换热管套轧构成，换热管整体紧密地包裹在套轧管内，翅片不会产生松弛，这样就有效的避免了腐蚀的问题，但是其造价相对较高。
因此在选用翅片管时必须要根据实际的需求来选择。
1.2翅片管支撑的结构设计在空冷器当中，是通过排布多个翅片管来实现对空气中热量的交换，因此为了使翅片管之间的位置稳定，通常情况下会使用波纹板等对翅片管进行支撑。
在整个管束的结构中，最主要的影响因素就是翅片管因空气的流动而产生的振动，长期的振动会降低翅片管支撑的结构稳定性，从而使其失效，因此常见的解决方法是将受空气流动影响最大的空气进出口处的翅片管支撑进行固定，这样就会降低整体的振幅，从而减轻振动带来的影响。
再一个问题就是翅片管的受力问题，翅片管支撑在长时间工作后容易产生或多或少的变形，这样就会使翅片管得不到有效支撑，其解决方法是通过将翅片管的支撑结构焊接在管束横梁上，从而增强其结构的稳定性。
空冷配电间设计及选型
空冷配电间设计及选型空冷系统配电是整个空冷设备中的一部分，它承担着给空冷岛及其附属设备供电的任务，通过其可以控制空冷风机电机转动来冷却翅片管内的各种介质，在化工、炼油、石化、传统能源发电厂、垃圾焚烧发电厂和钢厂等领域有着举足轻重的地位。
使用空气不仅是一种低投资成本、低运行成本的选择，而且可以减少江河湖泊水的温升，有利保护保护环境，尤其是当今越来越重视环保，减少对水资源的浪费，保护绿水青山，空冷配电部分在空冷设备里起着供给、监测、控制电能的作用，使其整个空冷设施能够达到节能、高效、稳定的目的。
标签：空冷配电间；配电柜；干式变压器Abstract：Air cooling system distribution is a part of the whole air cooling equipment，which is responsible for supplying power to the air cooling island and its auxiliary equipment. It can control the rotation of the air cooling air electromechanical machine to cool all kinds of media in the finned tube. It plays an important role in the fields of chemical industry，oil refining，petrochemical，traditional energy power plant，waste incineration power plant and steel plant. The use of air is not only a choice of low investment cost and low operating cost，but also can reduce the temperature rise of rivers and lakes，and is beneficial to the protection of the environment. Especially，nowadays，more and more attention is paid to environmental protection and the waste of water resources is reduced. To protect green water and green mountains，the air cooling distribution plays the role of supplying，monitoring and controlling electric energy in the air cooling equipment，so that the whole air cooling facility can achieve the purpose of energy saving，high efficiency and stability.Keywords：air cooled distribution room；distribution cabinet；dry transformer空冷器的配电间通常布置在空冷岛下面或这是侧面较近的区域，当然也有布置在距离空冷设施较远的地方，这种主要是同整个工程的配电设备布置在一起，便于维护。
考试 空气冷却器的管道设计技术规定-汇总
马亚丽1. 各人理解及体会（请在考试前直接电脑填写完毕）1.1 上述规定有字面遗漏或释义不清晰而难以理解或不妥处：（1）2.7.2中多组空冷器应靠近布置，若分开布置，距离应大于20m，根据SH3011中5.5.5规定，同一高度的空冷器应靠近布置，当布置在不同高度时，两组空冷器之间的距离不应小于12m。
两处应保持一致。
1.2 您认为需要补充的内容（1）空冷器与等于或高于空冷器管箱的建筑物之间的距离不应小于3m。
李琴2. 各人理解及体会（请在考试前直接电脑填写完毕）2.1 上述规定有字面遗漏或释义不清晰而难以理解或不妥处：（1）本规定2.7.1 两台或两台以上空冷器应布置在一起，不留间距，切布置在同一高度中内容表达不清楚，建议将“切布置在同一高度”改为“宜布置在同一高度”。
（2）本规定3.3中第二行的“分支管道截面积”重复了。
“图3.3.1集合管的截面积与分支截面积”建议将“分支截面积”改为“分支管道截面积”。
2.2 您认为需要补充的内容（1）本规定2.2的内容根据SH3011的条文5.5.3需要补充以下内容：空冷器不宜布置在操作温度等于或高于250℃的可燃液体设备及输送或存储液化烃设备的上方。
（2）空冷器的布置应补充SH3011的条文5.5.5的部分内容：a）同类型的空冷器应布置在同一高度；b）同一高度的空冷器应靠近布置，当布置在不同高度时，两组空冷器之间的距离不应小于12m；c）斜顶式空冷器宜成列布置，如成排布置时，两排之间的净距离不应小于3m。
2.3 本部分设计您的切身体会（1）空冷器在布置时一定要注意空冷器构架的宽度，在布置时空冷器的构架要与管廊或者构架的立柱间距协调。
当空冷气的入口管道介质为气液两相流且入口管有分支时，必须要对称布置管道，使介质在各分支管中均匀分布。
当塔顶设有安全阀时，可将塔顶安全阀安装在靠近空冷器附近，方便安全阀的安装和检修。
张楷立3. 各人理解及体会（请在考试前直接电脑填写完毕）3.1 上述规定有字面遗漏或释义不清晰而难以理解或不妥处：（1）“图2.7.3 引风式空冷器与鼓风式空冷的混合布置”应改为“图2.7.3 斜顶式空冷器防热风循环的措施”；（2）3.2.4条，是为了让液相更均匀进入支管，液相在集合管内存积至50mm高，然后溢流至下部支管。
空冷器的工艺参数与布置设计
关键 词 ：空气冷却器；工艺参数；布置设计
中图分 类号 ：Ｔ Ｋ １ ７ ２
文献标 识 码 ：Ａ
文章 编号 ：１ ０ ０ １ — ９ ６ ７ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ １ ３ ６ — ０ ３
Ｔｈ ｅ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｎｄ Ｌａ ｙ ｏ ｕ ｔ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ａｉ ｒ Ｃｏ ｏ ｌ ｅ ｒ
口温 度 以 ６ ０～ ８ Ｏ℃ 为宜 ，以 免 喷 淋 系 统 结 垢 。
空 冷 器 主 要 由翅 片 管 束 、风 机 、构 架 三 个 基 本 部 分 和 百 叶 窗 、检 修 平 台 、梯 子 等 辅 助 部 分 组 成 。 翅 片 管 束 是 换 热 的 中 心 部 件 ，其 翅 片 管 的 型 式 及 排 列 方 式 对 管 内外 传 热 系 数 的 影 响 极 大 。风 机 是 强 制 空 气 流 通 的设 备 ，也 是 强 化 管 外 传 热 的 关 键 部
更 为 广 泛 的应 用 。
管 内流体温度指换 热管内热流体 的入 口温度 和出 口温度 。 （ １ ）理论上热流体入 口温度愈 高 ，采用空 冷器愈经 济。但 入 口温 度 超 过 ２ ０ ０ ｏ Ｃ，应 考 虑 采 用 其 他 方 式 进 行 热 量 回 收 。 目 前使用 的空冷器 ，热 流体 入 口温度 一般在 １ ３ ０℃ 以下 。人 口温 度若低于 ７ ０℃ ，则可 考虑 采用水 冷 。湿式 空冷 器 的热 流体 入
摘 要 ：空气冷却器作为一种特殊型式的换热器，在石油化工生产中的作用越来越重要。与水冷器相比，空气冷却器是以
空气 作为冷却介质 的节 能设 备。本文 阐述 了空气冷 却器的工艺设计参数 和应 用条件 以及空气冷却器 的设 备布置和管道布置 的特点 。 为空气冷却器 的选 型和布置设计提ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 了理论依 据。
石化装置中空冷器的布置原则
石化装置中空冷器的布置原则摘要：空冷器是炼油、化工等大型工厂或装置中的关键设备。
本文某C4装置实例并结合工艺流程、防火间距、管道柔性分析等具体要求，主要阐述了石化装置中空冷器的设备布置和管道布置原则。
关键词：空冷器，石化装置，管道，柔性一、空冷器的定义和分类空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，冷却高温工艺流体的换热器，简称“空冷器”，也称“空气冷却式换热器”。
管内的热流体通过管壁和翅片与管外空气进行换热，所用的空气通常由通风机供给。
空冷器广泛应用于：炼油、石油化工塔顶蒸汽的冷凝；回流油、塔底油的冷却；各种反应生成物的冷却；循环气体的冷却和电站汽轮机排汽的冷凝。
空冷器因其结构、安装形式、冷却和通风方式不同，可分为以下不同形式。
a.按管束布置形式分类，分为水平式空冷器，斜顶式空冷器，立式空冷器，圆环式空冷器。
b.按冷却方式分类，分为干式空冷器，湿式空冷器，干湿联合空冷器，两侧喷淋联合空冷器。
c.按通风方式分类，分为自然通风式全冷器，鼓风式空冷器，引风式空冷器。
d.按风量控制方式分类，分为百叶窗调节式空冷器，可变角调节式空冷器，电动机调速式空冷器。
二、空冷器设备布置空冷器的工作原理是通过空气与密闭系统中的介质进行热量交换，环境空气的温度高低是影响换热效果的主要因素。
在大型石化装置中，空冷器是各装置的关键设备，空冷器的冷凝效果将会影响整个工艺装置的能量利用率以及产品转化率。
2.1 避免热风循环空冷器通常布置在全年最小频率的下风向，可以避免厂区或其他装置产生的腐蚀性气体或热风进入空冷器管束周围，从而腐蚀空冷器设备本体或者影响空冷器换热效果。
空冷器宜布置在管廊的上方、构架的顶层或塔顶，因空冷器占地面积较大，一般不直接布置在地面上。
在装置内部，当存在多组空冷器时，可以将形式一致的空冷器成组布置，并尽量布置在同一高度。
如果两组空冷器不能布置在同一高度时，它们之间的间距应大于等于12m；当空冷器的形式不一致时，由于它们的设备运行原理不一致，尽量不采用混合布置的形式，可以将他们分别布置在不同的构架上方。
某天然气压缩机空冷器变频调速系统设计
口 科研设 计成 果 口
仪 器仪 表用户
ｄ ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １７ ・０ １２ １ ．６ ０ ９ ｏ：０ ３ ６ ／． ｓ ．６ １１ ４ ．０ ０ ．０ ｓ １
某天 然气 压 缩 机 空冷器 变频 调 速 系统 设 计
谭 勇 ，罗 辉
（． １ 中海石油深圳分公司西江油田 ， ． 新疆库车 ８２ １ ） ４０７
ｆ ｌ ｉ ｄ，ａ ｆ ｑ ｅ ｃ ａ ｉｂｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔ ｅ ｒ ｕ ｎ ｙｖ ｒ ｌ ｏ ｔｏ ｓｅｍ ｉｈ ｕ ｅ ｅ ａ ｓ ｗｈｃ ｓ ｄ ＡＣＳ５ ０ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｉｖ ｅ ｓ ｔ ｅ ｃ ｒ ａ ｅ ｎ ｄ ｓｇ ｅ ｒ ｑ ｅ ｃ ｎ ｅｔ ｒａ ｈ ｏ ｅ ｈ ｓ ｂ ｅ ｅ ｉｎ ｄ．Ｔｈ １ ｒ ｅ ｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ｆｔｅ ｓ ｓｅ ａ ｄｔ ｅ ｒ ａｉａ ｉｎ ｏ ｏ ｔ ｌ ｕ ｃｉｎ ｒ ｅ ｃ ｉｅ ｍ ｐ ａ ｉａｌ ｉ ｈｓ ｐ ｐ ｒ ｏ ｏ ｉｏ ｓ ｏ ｈ ｙ ｔ ｍ ｎ ｈ ｅ ｌ ｔ ｆｃ ｎ ｒ ｎ ｔ ｓ ａｅ ｄ ｓ ｒ ｄ ｅ ｈ ｔ ｌ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ．Ｔｈ ｘ ｅ ｉ ｉ ｚ ｏ ｏ ｆ ｏ ｂ ｃ ｙ ｅ ｅ ｐ ｒ － ｍｅ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｗｈ ｌ ｙ ｔ ｍ ｕ ｌｗｉ ｕｃ ｙ ａ ｃ ｒｓ ｏ ｓ ｄ ｈｇ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ ｔａ ｙ ｓａ ｅ，ａ ｄ ｔ ｅ ｎｓ ｓ ｏ ｔａ ｈ ｏｅ ｓ ｓｅ ｒ ｎ ｗｅｌ ｔ ｑ ｉｋ ｄ ｎ ｍｉ ｅ ｐ ｎ ｅ ａｎ ｉｈ ａ ｃ ｒ ｃ ｆｓｅ ｄ —ｔｔ ｈ ｎ ｈ
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第四章空冷器的设计4.1 空冷器的设计条件4.1-1 设计条件1. 空气设计温度设计气温系指设计空冷器时所采用的空气入口温度。
采用干式空冷器时，设计气温应按当地夏季平均每年不保证五天的日平均气温[1][2][3]。
采用湿式空冷器时，将干式空冷器的设计气温作为干球温度，然后按相对湿度查出湿球温度，该温度即为湿式空冷器的设计气温。
我国各主要城市的气温列于附表4－1。
从该表可见我国绝大多数地区夏季平均每年不保证五天的日平均气温低于35℃。
当接近温度大于15－20℃时，采用干式空冷器比较合理。
在干燥炎热的地区，为了降低空气入口温度可以采用湿式空冷器。
2. 介质条件（1）适宜空冷器的介质条件适于采用空冷器的介质有石油化工过程中的气体,液体，水和水蒸汽等。
3.热流的操作条件（1）流量。
根据工艺要求而定。
（2）操作压力。
根据国家标准“空冷式换热器”的规定，最高的设计压为35 Mpa，这个压力可以满足石油化行业空冷器的操作要求。
（3）入口温度热流的入口温度越高其对数平均温差越大，因而所需要的传热面积就越小，这是比较经济的。
但是，考虑能量回收的可能性，入口温度不宜高，一般控制在120～130℃以下，超过该温度的那部分热量应尽量采用换热方式回收。
在个别情况下，如回收热量有困难或经济上不合算时，可适当介质入口温度。
就空冷器本身而言，考虑到介质温度升高会导致热阻的增加，传热效率下降，绕片式翅片管的工作温度可用到165℃而锒片式翅片管可用到200℃如果热流入口温度较低（低于70~80℃），可考虑用湿式空冷器。
（4）出口温度与接近温度对于干式空冷器出口温度一般以不低于55~65℃为宜[3]，若不能满足工艺要求，可增设后湿空冷，或采用干－湿联合空冷。
接近温度系指热流出口温度与设计气温之差值。
干式空冷器的最低值应不低于15℃[3]，否则将导致空冷器的面积过大，这是不经济的。
上述的设计数据应填入表4.1-1的”空气冷却器规格表”内.表41-1 空冷器设计规格表构架数量化学清洗片距架中心距特殊接管法兰面型式印记有无百叶窗自动手动温度表振动切换开关有无压力表机械设备风机型号驱动机型式减速机型式风机台数驱动机台数减速机台数风机直径驱动机转数转/分传动比风机功率驱动机功率功率调节型式: 手调自调调频转数:转/分支架支座材料: 叶片轮毂控制发生故障时的风机角度最大最小锁住百叶窗控制发生故障时的风机速度最大最小锁住出口温度控制精度±℃空气再再循环内循环外循环蒸汽盘管有无占地面积M2 总重kg运输重kg图号4.2翅片管参数的优化翅片管是空气冷却器的传热元件，翅片管的参数对空冷器的传热效率、功率消耗和噪声等有直接的关系[4]。
因此，选择合适的翅片管参数对空冷器设计是非常重要的的.以下就翅片管参数对传热和阻力降的影响及如何选择作出评述。
1 翅片管的参数翅片管的参数主要是指它的几何参数如图1所示。
图4.2-1 翅片管的几何参数图中几何参数的意义如下：b－翅片平均厚度，m ；b =0.5(bp +br)bp翅片顶部厚度，m ；br翅片根部厚度，m ；d－光管外径，m ；D－翅片外径，m ；dr－翅片根部直径，mH－翅片高度，m ；S－翅片间距，m ；ST－翅片管横向管心距，m ；SL－沿气流方向的管排之管心距，m ；一般说来，翅片管的光管直径、翅片厚度基本上是固定的。
所以在评价翅片管的性能时选择的参数主要是翅片高度，翅片间距和管心距。
这些参数对翅片管的翅化比起主导作用，同时对传热和压力降也产生很大影响。
翅片管参数的优化主要是指空冷器设计中如何合理地选择片高、片距和管心距这三个参数，使所设计的空冷器得到较高的传热效率和较低的阻力损失。
从而使空器设计处于较优的状态。
2 翅片管的翅化比和有效翅化比在空气冷却器中，管外以空气作为冷却介质与管内的热介质进行热交换。
由于空气的导热系数低引起管外侧的传热系数也较低，为了弥补管外侧的传热系数的不足，所以在管外增加翅片以达到强化传热的目的。
管外的翅片总面积与光管表面积之比称之为翅化比。
翅化比表示如下：o rf A AA+＝ε（4.2-1）式中：ε－翅化比Af－翅片表面积，m2；Ar－翅片根部面积，m2；Ao－光管外表面积，m2。
这个翅化比是几何翅化比，它没有考虑到翅片的效率。
翅片管的传热效率与翅片管的表面温度有关，翅片表面温度自根部至顶部是递降的，愈到翅顶，其传热平均温差愈低，传热效果就愈差。
翅片的传热效率为：E f ＝度主流温度－翅片根部温均温度主流温度－翅片表面平从文献[5]可得：bh H 1632.0092.1E m of •λ-= （4.2-2） 式中：E f －翅片管的传热效率 H －翅片的高度，m ；h o －翅片管对空气侧的传热系数，W/(m 2.K)λm －翅片材料的导热系数，对于铝 为203.5 W/(m.K) 将以上数据代入上式得到高低翅片管的效率如下： 高翅片效率， E f =1.092-0.1736 U F 0.359 低翅片效率， E f =1.092-0.1298 U F 0.359 式中的U F 为标准状态下的迎面风速，m/s ..两种翅片高度的翅片效率与迎面风速的关系如图 4.2-2 所示。
从图中可以看出翅片高度是影响翅片效率的主要因素，低翅片比高翅片有较高的翅片效率。
翅片的效率随迎风面风速 的增加而下降，0.760.780.80.820.840.860.880.90.920.94 2.32.52.83.23.5迎面风速m/s翅片效率图4.2－2 高低翅片的效率翅片效率与翅片材料、翅片厚度和高度、空气侧传热系数有关。
当翅片效率求得后便可由下式求翅片管有效翅化比：brf f A A A +εE ＝（4.2-3） 式中：ε－ 翅片管有效翅化比 。
从图4.2-2可以看出，低翅片有较高的翅片效率，但由于它的翅化比低，最终的有效翅化比还是比不上高翅片，所以在设计中当管内侧的传热系数较高时还是采用高翅片为好。
如果管内的传热系数较低时则应采用低翅片管。
2、 翅片管几何参数与管外侧传热系数的关系计算管外空气侧传热系数的公式很多，在进行翅片管参数评价时可采比较通用的Briggs 公式[6]，该公式的标准误差为5.1％。
该式适用于各种翅片高度、片距、管心距等.将空气参数、迎面风速代入相应的准数并加以化简，便得到以光管外表面为基准的管外侧传热系数如下式所示：（4.2-3） 式中：h 0 － 管外侧的传热系数 W/m 2.Kεμρλ718.0296.0333.0718.0282.0718.00)()(1378.0Frr U HS p a d h -=Pr －空气的普兰特准数；λμ=C Pr ； λ－空气导热系数，W/m.K ； μ－空气的粘度，pa.s ; C －空气的比热，J/(kg.K) ;U F －标准状态下的迎风面风速，m/s ； ρ－空气密度，kg/m 3 ；S-翅片净间距，m H-翅片高度，m d r -翅根直径，mε－ 翅片管的有效翅化比a －系数，为迎风面积与最窄通风面积之比值。
它是与翅片管的高度、管心距和片厚有关的参数。
)(75.0a r r d D Sbd ---=T TS S (4.2-4)将空气为60℃时的物性参数代入可得管外侧的传热系数表达式：（4.2-5）从上式可看出，管外给热系数是翅片管根部直径、片距、片高、管心距、迎风面风速和有效翅化比等的函数，除迎风面风速外均是翅片管的几何参数，这些几何参数有的是互相关联的，为了确切地说明这些几何参数对空气膜给热系数的影响，下面就以高低两种翅片，各选两种管心距和三种不同片距，计算出不同风速下的空气膜给热系数，并将其结果绘成下图（图4.2-3）ε718.0296.0718.0282.00)(69.8F r U H S a d h -=2004006008001000120014001.522.533.54管外侧传热系数 W /(m ^2.K )_图4.2-3 翅片管的管外空气侧传热系数从图4.2-3可看出：（1） 各种几何参数的翅片管，其管外空气侧的传热系数随迎风面风速的增加而增加（2） 翅片管空气侧的传热系数随翅片的高度的增加而增加； （3） 翅片管空气侧传热系数随翅片间距的增加而下降； （4） 翅片管空气侧传热系数随管心距的增加而下降；为了工程上的估算方便，下面给出两种翅片管的简化计算公式： 高翅片管（翅片高H=16m ）： h 0=441.51U F0.718低翅片管（翅片高H=12.5mm ）: h o =395.11U F 0.718上两式的简化条件是：空气定性温度60℃ ；光管外径do=25mm ；翅片厚度b=0.4mm;高翅片的翅片效率E f =0.85;低翅片管的翅片效率E f =0.9翅片间距S=2.31mm2、翅片管的几何参数与管外压力降的关系空气流经翅片管管外侧时，气流对翅片表面的摩擦、气体的收缩和膨胀引起了气流的压力损失，通常称之为管外压力降。
这种压力降主要与风速、翅片管型式、几何参数及制造质量有关。
至今为止，压力降的精确理论计算尚未见到，目前所采用的计算公式均是经验公式。
国内外在这方面都做出大量的实验，归纳出各种型式的关联式，下面是罗宾逊（Robinson）和勃列格斯（Briggs）[7]通过试验归纳的计算式：△Ps＝37.86Re-0.3182515.0927.0rT2)()dS(sLT GnSSρ⨯-（4.2-6）若取空气定性温度为60℃时的物性参数代入（4.2-6）式得：△P s=0.0678 N t S T-0.927a1.684U F1.684（4.2-7）式中：△Ps－管外侧静压降，paNt－沿气流方向翅片管的排数；ST－管束的横向管心距，m ；a －管束的迎风面积与最小通风面积之比；UF－迎风面风速 m/s为了便于分析比较，将不同片高、片距和管心距的翅片管，改变迎风面风速按（4.2-7）式计算出相应参数下的管外静压降，并将结果绘于图4.2-4。
5101520251.522.533.54静压降 m m 水柱图4.2-4 翅片管的管侧静压降从图4.2-4可看出：（1） 管外静压降随风速的增加而增加；（2） 在相同的风速下，管外静压降随管心距的增加而下降、随翅片间距的加而减少。
空冷器中翅片管的管外静压降是决定功率消耗的重要因素 。
另一方面，静压降的增加也导致了噪声的增大。
因此，从降低功率消耗和噪声来看，都需要找出一组较为合适的翅片管参数，使得它的压力降最小。
3 翅片管几何参数的选择尽管空冷器采用的冷却介质是取之不尽的空气，但要达到高效地利用空气亦不 是一件易事。
因此空冷器的优化设计就成了众所关心的课题。
为了达到空冷器的优化设计的目的，需要将空冷器的翅片管几何参数与整个空冷器费用进行关联，找出它们之间的关系，为合理选用翅片参数提供依据。