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翅片管換熱器的優化設計

發布日期:2021-11-24 13:33:53 訪問次數:27

   翅片管換熱器適用于對空氣(或者其它氣體)的加熱和冷卻,因為翅片管換熱器產品的高效性,至今為止,還沒有更成熟優越的高效換熱器可以取代它。因此,對翅片管換熱器的優化設計在產品設計中就顯得非常重要,通過提高換熱效率,不僅能提高產品換熱效果,還可以節省成本和縮小產品體積。 翅片管換熱器的研究已經有許多專業人員在做了,無論是通過建立模型計算,還是用計算機模擬,甚至是實驗測試,總結和積累了很多寶貴的理論和實踐經驗。
換熱器的基本計算公式是: Q=KxFxΔtm
Q—單位時間通過傳熱面的傳熱量,W
K—傳熱系數,W/m2.C
F—傳熱面積,m2
Δt—冷熱流體間的平均傳熱溫差,C
Δt=(Δtmax-Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin)
Δtmax—換熱器兩端冷熱流體間溫差的極大值,C
Δtmin--換熱器兩端冷熱流體間溫差的極小值,C
    從上面的公式可以看出,翅片管換熱器要想獲得較大的換熱量,只可以通過改變上面的三個方面:
(1)K,傳熱系數,它反應了換熱的效率,如加強風流的擾動可以提高換熱效率;
(2)F,傳熱面積,它反應的換熱器結構的大小,如使用內螺紋管,既可以增加換熱面積,也 可加強制冷劑擾動,提高換熱效率;
(3)Δtm,傳熱溫差,它反應換熱流體之間的溫度差異,選用合適的流動方向,使傳熱溫差盡 可能大。
   這三個參數并不是獨立,它們互相作用,并不能只追求單一值的增加,而應該綜合考慮,找出各個參數之間的平衡點,這才能使翅片管換熱器的換熱量達到極大值。
   通常情況下,在滿足工藝條件的情況下,翅片管換熱器的換熱面積A盡可能要減到較小,這樣可以提高設備的性價比。在過程工藝中,冷熱流體的參數是既定的,可以改變的范圍很小,當然,盡量逆流或交叉流也會對對數平均溫差起到一定的影響。傳熱系數K值在設計中非常重要,可以通過采用適當的材料,提高管內外流體的速度,同時兼顧流動損失及操作費用等。
   翅片管換熱器的設計是一門專業的學科,國內外換熱設備的教科書上對這方面的描述和資料也比較少,大部分都是只涉及冷暖空調,對過程工藝中的優化設計則更少,需要相關廠家作進一步的研究和設計優化。

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