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    幾種翅片管換熱器的應用研究

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    幾種翅片管換熱器的應用研究

    發布日期:2018-02-28 作者:可拆式板式換熱器 點擊:

    換熱器是工業傳熱過程中必不可少的設備,幾乎一切工業領域都要使用,同時其理論研究也相當深入。多年來,各工業部門廣泛地應用列管式換熱器,隨著科技及工業的發展,要求換熱設備緊湊、輕巧、高效并小型化,而一般的列管式換熱器不能滿足上述要求,這就促使人們去研究高效換熱器。其中翅片管換熱器和板式換熱器是人們研究得最多的兩種高效換熱器,翅片管是組成翅片管熱交換器的核心元件,其質量的優劣直接影響到熱交換器的工作性能。華南理工大學傳熱強化與過程節能教育部重點實驗室多年來致力于翅片管的研究及應用,所研制的翅片管換熱器已在多家企業應用,取得了良好的科技、經濟及社會效益。結合以前研究應用的數據與經驗,本文從產品應用的角度對翅片管換熱器進行闡述,試圖為推進翅片管換熱器的研究發展,并為翅片管換熱器的設計、應用提供一些借簽?! ?/span>

    1翅片管的特點、材料及型式翅片管與光管相比,在消耗金屬材料相同的情況下具有更大的表面積,從直觀看屬于第一次強化傳熱,但實質上換熱面積增大的同時帶來了傳熱系數的提高,達到二次強化傳熱的目的。其特點就是能有效增加傳熱面積和增大傳熱系數,并且比較容易制造并保證操作的穩定性。換熱器翅片管材料應根據換熱器的用途和操作條件等不同而選擇,目前常用的材料有鋁、鋁合金、銅、黃銅、鎳、鈦、鋼、因康鎳合金等,其中以鋁和鋁合金用的最多。對于翅片管式換熱器母材的基本要求是有較好的釬焊性和成型性、較高的機械強度及良好的耐腐蝕性和導熱性。鋁及鋁合金不僅滿足了這些要求,而且具有延展性和抗拉強度隨溫度的降低而提高的特性,所以在世界各國的緊湊式換熱器中,特別是在低溫的緊湊式換熱器中,已經獲得了最為廣泛的應用?! ?/span>

    翅片管換熱器所用翅片管有內翅片管和外翅片管兩種,其中以外翅片管應用較為普遍。外翅片管一般是用機械加工的方法在光管外表面形成一定高度、一定片距、一定厚度的翅片。翅片管的型式有螺旋翅片管、套裝翅片管、滾軋式翅片管、板翅式翅片管?! ?/span>

    2DT翅片管換熱器的應用研究2.1應用條件廣州石化技改項目中的潤滑油511換熱器,其設計條件為:殼程介質為N32汽輪機油,出入口溫度分別為37℃和60℃,操作壓力為1.2MPa,流量為0 .0133m3/s;管程介質為循環水,出入口溫度分別為42℃和34℃,操作壓力為0 4MPa?,F在正在使用的兩臺換熱器達不到使用要求,必須進行改造。由于是在原來的基礎上改造,故對換熱器的占地面積及安裝方式有嚴格的要求?,F場規定換熱器外徑不超過350mm,長度不超過4 .5m,且原來的接管不能改動?! ?/span>

    2.2可拆式板式換熱器應用分析研究通過計算得到,熱負荷為534kJ/s,所需循環水量為0 .016m3/s。如選用光管換熱器,各項參數如下:計算總傳熱系數為445 6W/m2·℃,所需傳熱面積為143m2,殼程壓降為14 13kPa(不考慮折〗流擋板)。若采用光管,取管長為6m,管徑為?16mm×1 5mm時,傳熱面積為0 301m2/根,所需管數476根,殼體外徑0 .36m,但還不能滿足使用要求。為達到上述使用要求,采用了DT形翅片管換熱器。T形翅片管換熱器是華南理工大學傳熱強化與過程節能教育部重點實驗室研制的系列翅片管換熱器的一種,其產品已工業化,且設計關聯式已經于長嶺煉油廠等廠驗證。DT形翅片管是T形翅片管的一種改進型式,主要用于溫度較低對流換熱。如采用DT翅片管,用已經過工業驗證的關聯式設計,得到換熱器設計及操作參數如下:計算總傳熱系數735.7W/m2·℃,所需傳熱面積90m2,殼程壓降19 .47kPa(不考慮折流擋板),取管長為4m,管徑尺寸?16mm×1 5mm時,所需管數122根,殼體外徑0 325m,能夠滿足使用要求。為何DT翅片管能如此有效的強化傳熱呢?這是由DT形翅片管的特殊結構決定的,如圖1所示,DT形翅片管的翅片設計成T形,在靠近管壁的翅片薄一些,而遠離管壁的地方翅片厚一些,這些翅片構成一倒T形的腔。

    板式換熱器

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