以下是:貴州省安順市g型翅片管誠信的產品參數
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翅片管束1什么是翅片管束?
由多支翅片管按一定規律排列起來而組成的換熱單元叫翅片管束。一個翅片管換熱器可以由一個或多個翅片管束組成。
2翅片管束的結構組成包括?
翅片管(多支):傳熱的基本元件。
管箱(集箱)或管板:連接翅片管兩端的箱體,彎管或鋼板。當翅片管與箱體或管板連接以后,翅片管之間的間距也就固定了,同時,管箱使管內的流體形成了連續的流道。
構架:使整個翅片管束得以支撐和固定。
3翅片管的排列方式? 在一個管束中,翅片管排列方式的選取是致關重要的。有兩種排列方式:叉排和順排。
所謂叉排,是指在氣流方向管子交叉排列,而順排是指在氣流方向管子順序排列。
順排和叉排的優缺點:
順排:流體管外繞流時,受到的擾動較小,換熱系數較低,但優點是阻力小。
叉排:流體管外繞流時,受到的擾動較大,換熱系數較高,但缺點是阻力大。
當對阻力降沒有嚴格限制時,應叉排排列;當要求的阻力降很小時,應選取順排方案。
4管箱的結構形式
如果說管束的排列形式(順排或叉排,及管間距的選取)主要是考慮管外流體的換熱要求而確定的話,那么管箱的形式和結構則主要是考慮管內流體的壓力和換熱要求。
一般應遵循下列原則:
(1)若管內流體的壓力較高,一般選用大直徑的圓管作為管箱。
例如,在鍋爐應用上,幾乎都選用圓管作為管箱。
2)在空冷器應用上,喜歡采用方形箱體。
方形箱體的優點是可以同時連接多排翅片管。當管內是蒸汽的凝結時,需要有大的蒸汽空間,一個管箱與多排管子相連是必要的。
(3)當管內流體的進出口溫度相差很大時,管箱可能會因為管排的熱膨脹不同而變形,這時,宜采用分解式管箱。
4)除了管束的排和后排,必須采用相應的管箱連接之外,其它各排好用彎管一對一連接。其優點在于:
能提高換熱效率。理論證明,一對一連接能避免各排管流體的摻混,而流體的摻混使傳熱溫差和傳熱效率降低。
能減少流體的流動阻力。因為一對一連接保證了流動截面積不變,避免了流體不斷地膨脹和收縮。
彎管能“吸收”熱膨脹而產生的變形。
換熱器類型及工作性能
換熱器按照其工作原理可分為間壁式、混合式和蓄熱式三類。
間壁式換熱器,熱流體和冷流體間有一固體壁面,兩種流體被固體壁面隔開,彼此不接觸,熱量的傳遞必須通過壁面。
混合式換熱器依靠冷、熱流體的直接接觸而進行換熱,換熱后理論上應變成同溫同壓的混合介質流出。
蓄熱式換熱器則依靠固體填充物組成的蓄熱體傳遞熱量,冷熱流體依次交替的流過由蓄熱體組成的流道。當熱流體流過時,把熱量儲存于蓄熱體中,其溫度逐漸升高,而當冷流體流過時,蓄熱體因放出熱量溫度逐漸降低,如此反復進行。
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對于燃氣熱水器,換熱器管子外側流動的是高溫煙氣,內側流動的是冷水。試驗表明,煙氣側的熱阻明顯高于水側的熱阻,因此通常在管子表面設置翅片增加換熱面積,以提高換熱效率。目前,常用的翅片管束主要分為3類:單管外翅片管束,單根圓管外側加裝翅片所構成的翅片管束;連續翅片管束,在整塊薄金屬板(翅片)上,按管子排列形式(順排、叉排)沖孔,然后用專用設備將沖孔后的金屬薄板逐片套在圓管上,再采用脹管或釬接方法連接;管帶式翅片管束,由波帶形翅片與扁管相間疊合而成,即在一條波形帶狀翅片的脊背上,沿垂直于氣流方向,貼置若干根扁管,翅片與扁管采用釬接方法連接。本文選取連續翅片管束,采用CFD軟件,在管子內流體為定溫度條件下,對非翅片表面煙氣流道內煙氣、翅片表面煙氣的溫度場、速度場進行數值模擬分析。
1 模擬方法
1.1 控制方程與數學模型[1-2]
①控制方程
控制方程包括混合物質量守恒方程、組分質量守恒方程、動量守恒方程、能量守恒方程,由于換熱管外煙氣中水分未發生凝結,煙氣組成不會發生變化,因此不需考慮組分質量守恒方程。
1.2 物理模型
燃燒產生的高溫煙氣向上沖刷翅片管束,通過對流傳熱將熱量傳遞給管子內的冷水。對非翅片表面煙氣流道內煙氣與翅片表面煙氣的溫度場、速度場進行數值模擬分析。考慮到計算的時間與成本,數值模擬只針對單個連續翅片進行研究,計算區域寬×高×厚為126.4 mm×219.0 mm×2.7 mm,管子直徑為14.5 mm,翅片厚度為0.3 mm,忽略管子壁厚,管子上方的翅片有沖孔。采用Cero軟件(三維設計制圖軟件)建立物理模型(見圖1),并采用Gambit軟件對物理模型進行網格劃分,網格生成后,用網格檢查器檢查網格的質量,劃分網格后的物理模型見圖2,網格數量為719 625 個
1.3 邊界條件
①入口邊界條件
入口為速度邊界,在FLUENT軟件中定義速度邊界的方法有3種:種是將速度視為速率的值與一個單位方向矢量的乘積,然后通過定義速率的值和方向矢量分量來定義速度邊界;第二種是將速度視為3個坐標方向上的分量的矢量和,然后通過分別給定3個分量大小來定義速度邊界;第三種是設定速度垂直于邊界面,然后給定速率的值就可以定義速度邊界。
由于煙氣流動方向與物理模型底面垂直,因此采用第三種定義速度邊界的方法。煙氣的進口速度為4.215 m/s,溫度為1 250 K,湍流強度為3%,煙氣的組成見表1。
②出口邊界條件
出口邊界條件為壓力邊界條件,出口壓力(表壓)設置為0。物理模型出口湍流強度為3%。
③壁面熱邊界條件
物理模型外壁面選用對稱壁面邊界條件,無熱流,無氣流,管子內壁面選用流固耦合熱邊界條件。
④管內流體條件
管內流體溫度設定為350 K。
2 數值模擬結果及分析
2.1 煙氣溫度分布
非翅片表面煙氣流道內煙氣溫度分布見圖3,翅片表面煙氣溫度分布見圖4。由圖3可知,非翅片表面煙氣流道底部煙氣溫度為1 250 K,煙氣流過管子時溫度下降,出口煙氣溫度分布比較均勻,分布范圍為500~750 K。由圖4可知,翅片表面煙氣溫度分布基本對稱,管子周圍的煙氣溫度低(為505 K),翅片邊緣的煙氣溫度高(為590 K)。由圖3、4可知,在管子錯排布置條件下,煙氣與管子能夠實現較好的換熱。煙氣流道出口處煙氣溫度的分布比較均勻,對后續的煙氣處理也非常有利。文獻[3]的研究表明,與順排布置相比,管子錯排布置可大幅改善煙氣與管子傳熱條件下的流動工況,增強了換熱效果。由此可知,模擬結果與文獻[3]的研究結果基本一致。2.2 煙氣速度分布非翅片表面煙氣流道內煙氣速度分布見圖5。文獻[4-5]研究表明,對于平翅片管束,當煙氣繞過管子流動時,管子表面附近易形成很薄的邊界層旋渦區,流動到管子后部表面分離,伴隨旋渦從管子表面脫落,并在煙氣出口區域形成紊亂、充滿大小不等旋渦的尾流區。尾流區內煙氣的循環流動使得管子周圍煙氣溫度下降速率減緩,此外隨著煙氣沿平翅片表面的平直通道向前流動,邊界層由于無附加擾動而逐漸增厚,使得局部換熱系數沿程降低。為改善上述問題,可通過在管子上方的翅片沖孔[1]47,破壞尾流區形成的邊界層,從而改善平翅片管束的換熱環境,還可降低翅片用料。由圖5可知,管子后部并未形成紊亂、充滿大小不等旋渦的尾流區。
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