以下是:翅片管美觀耐用的產(chǎn)品參數(shù)
產(chǎn)品參數(shù) 產(chǎn)品價格 電議 發(fā)貨期限 雙方議定 供貨總量 大量 運費說明 7天 名稱 翅片管 規(guī)格 齊全 材質(zhì) 20# 304 q235b 產(chǎn)地 聊城 倉庫地址 浩澤庫 計重方式 米計 可定制 是 品牌 浩澤 用途 換熱系統(tǒng) 應用場所 鍋爐 電站 翅片管美觀耐用_浩澤物資有限公司(百色分公司),固定電話:13563000517,移動電話:0635-8876891,聯(lián)系人:周經(jīng)理,QQ:951556567,大東鋼管產(chǎn)業(yè)園 發(fā)貨到 廣西省百色市。 廣西壯族自治區(qū),百色市 百色市,廣西壯族自治區(qū)轄地級市,珠江—西江經(jīng)濟帶重要節(jié)點城市,位于廣西壯族自治區(qū)西部,右江上游,西與云南省文山州相接,北與貴州省興義市毗鄰,東與廣西壯族自治區(qū)首府南寧市緊連,南與越南接壤;地形為南北高中間低,地勢走向由西北向東南傾斜,屬亞熱帶季風氣候,總面積3.63萬平方千米。截至2022年3月,全市共轄2個區(qū)、8個縣,代管2個縣級市。截至2022年底,全市常住人口356.20萬。
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翅片管生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀A套裝翅片套裝翅片工藝是預先用沖床加工出一批單個的翅片,然后用人工或機械方法,按一定的距高(翅距),靠過盈將翅片套裝在管子外表面上。它是應用早的一種加工翅片管的方法。由于套裝工藝簡單,技術(shù)要求不高,所用設備價格低廉,又易于維修,所以,至今仍有不少工廠在采用。此工藝是一種勞動密集型工藝方案,適合于一般小廠或鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的資金和技術(shù)條件。
用人工方法套裝的稱為手工套裝。它是借助工具,依靠人的力量將翅片一個個壓人的。這種方法因為翅片的壓人力有限,故套裝的過盈量小,翅片容易產(chǎn)生松動現(xiàn)象。機械套裝翅片是在翅片套裝機上進行的。由于翅片壓人是靠機械沖擊力或液體壓力,壓入力大,所以,可采用較大的過盈量。翅片和管子之間的結(jié)合強度高,不易松動。機械傳動的套裝機生產(chǎn)率高,但噪音大,性差,工人的勞動條件欠佳。液壓傳動的雖然不存在上述問題,但設備價格較貴,對使用維修人員的技術(shù)要求較高,其生產(chǎn)率也低些。
B鑲嵌式螺旋翅片鑲嵌式螺旋翅片管是在鋼管上預先加工出一定寬度和深度的螺旋槽,然后在車床上把鋼帶鑲嵌在鋼管上。在纏繞過程中,由于有一定的預緊力,鋼帶會緊緊地勒在螺旋槽內(nèi),從而保證了鋼帶和鋼管之間有一定的接觸面積。為了防止鋼帶回彈脫落,鋼帶的兩端要焊在鋼管上。為了便于鑲嵌,鋼帶和螺旋槽間應有一定的側(cè)隙。如果側(cè)隙過小,形成過盈,則鑲嵌過程難以順利進行。此外,纏繞的鋼帶總會有一定的回彈,其結(jié)果使得鋼帶和螺旋槽底面不能很好的接合。鑲嵌翅片可在通用設備上進行,費用不高,但是工藝復雜生產(chǎn)效率低。
C釬焊螺旋翅片管釬焊螺旋翅片管的加工分兩步進行。首先,將鋼帶平面垂直于管子軸線按螺旋線方式纏繞在管子外表面上,并把鋼帶兩端焊在鋼管上固定,然后為鋼帶和鋼管接觸處的間隙,用釬焊的方法將鋼帶和鋼管焊在一起。此種方法因其造價昂貴,故常用另一種方法,即將纏好鋼帶的管子放進鋅液槽內(nèi)進行整體熱鍍鋅來替代。采用整體熱鍍鋅雖然鍍液不見得能很好地滲進翅片和鋼管之間極小的間隙,但在翅片外表面和鋼管外表面卻形成了一個完整的鍍鋅層。采用整體熱鍍鋅的螺旋翅片管,因為受到鍍鋅層厚度的限制(鍍鋅層厚時,鋅層牢固性差,易脫落),加之鋅液不可能全部滲入間隙內(nèi),所以,翅片與鋼管的結(jié)合率仍不高。另外,鋅的傳熱系數(shù)比鋼小(約為鋼的78%),故傳熱能力低。鋅在酸及堿、硫化物中極易遭受腐蝕,因此,用鍍鋅螺旋翅片管不適于制作空氣預熱器(回收鍋爐煙氣余熱)。
D高頻焊螺旋翅片高頻高頻焊螺旋翅片管是目前應用為廣泛的螺旋翅片管之一,現(xiàn)廣泛應用于電力、冶金、水泥行業(yè)的預熱回收以及石油化工等行業(yè).高頻焊螺旋翅片管是在鋼帶纏繞鋼管的同時,利用高頻電流的集膚效應和鄰近效應,對鋼帶和鋼管外表面加熱,直至塑性狀態(tài)或熔化,在纏繞鋼帶的一定壓力下完成焊接。這種高頻焊實為一種固相焊接。它與鑲嵌、釬焊(或整體熱鍍鋅)等方法相比,無論是在產(chǎn)品質(zhì)量(翅片的焊合率高,可達95%),還是生產(chǎn)率及自動化程度上,都是更為先進。
E三輥斜軋整體型螺旋翅片管三輥斜軋整體型螺旋翅片管其生產(chǎn)原理如圖1.8所示,在光管內(nèi)襯一芯棒,經(jīng)軋輥刀片的旋轉(zhuǎn)帶動,無縫鋼管通過軋槽與芯頭組成的孔腔在其外表面上加工出翅片。這種方法生產(chǎn)出的翅片管因基管與外翅片是一個有機的整體,因而不存在接觸熱阻損失的問題,具有較高的傳熱效率。三輥斜軋法與焊接法相比,該生產(chǎn)線具有生產(chǎn)效率高,原材料耗用低,且生產(chǎn)的翅片管換熱率高等優(yōu)點。
目前三輥斜軋整體型螺旋翅片管技術(shù)已成功應用于翅片為銅、鋁的單翅片管或復合翅片管,或鋼質(zhì)的低翅片管;鋼質(zhì)整體型翅片管目前市場上多見為低翅片管,整體型高翅片管其材質(zhì)多為鋁、銅等,一般是冷軋成型。 鑒于現(xiàn)在市場上高頻焊翅片管、有色金屬整體軋制翅片管較容易找到,而整體軋制翅片管(鋼)較少翅片管的應用場合。
優(yōu)化設計方法包括兩部分:翅片結(jié)構(gòu)設計和制冷劑流路設計。由于翅片尺寸決定了管間距,進而影響制冷劑流路分配,因此應首先設計翅片結(jié)構(gòu),其次設計制冷劑流路。圖1 為優(yōu)化設計流程圖。1、翅片結(jié)構(gòu)設計 在翅片結(jié)構(gòu)設計中,將采用CFD 方法對翅片結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計。優(yōu)化設計主要分為如下5 個步驟:
步驟1:確定優(yōu)翅片高寬比Pt/Pl
在本文中,翅片優(yōu)高寬比是指在相同翅片面積下,翅片效率高的翅片高寬比。翅片效率可定義為:翅片管換熱器實際的換熱量(Qactual,fin)與大可能達到的換熱量(Qideal,fin)之比,如式(1)所示。
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Qactual,fin和Qideal,fin 由CFD 計算得到。CFD 幾何模型采用兩排管翅片換熱器;邊界條件為空調(diào)蒸發(fā)器工況。在實際翅片模型中,翅片與管壁耦合;在理想翅片模型中,設置翅片溫度與管壁溫度相同。空氣上表面和下表面定義為周期性表面。根據(jù)CFD 計算結(jié)果,可以得到具有高翅片效率的翅片優(yōu)高寬比Pt/Pl。
步驟2:優(yōu)化Pt 和Pl
在制冷工況下,蒸發(fā)器表面會形成一層冷凝液膜。當析濕較為嚴重時,窗片和橋片都會被這層液膜堵塞,導致其幾何結(jié)構(gòu)類似于平片。因此,在設計中采用了平片的關(guān)聯(lián)式來確定翅片尺寸。
設計中,設定的優(yōu)化目標函數(shù)以及約束條件函數(shù)見式(2)~(4)。優(yōu)化目標函數(shù)用來分析性價比,見式(2)。式(3)~(4)為約束條件,即:小管徑換熱器的換熱性能(UA)應等于或大于規(guī)定值;空氣側(cè)壓降應等于或者小于規(guī)定值。
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步驟3:優(yōu)化翅片開縫結(jié)構(gòu)
在翅片開縫結(jié)構(gòu)的設計中,由于沒有適用于小管徑翅片換熱器的性能預測關(guān)聯(lián)式,因此本研究采用CFD 方法來模擬換熱器的換熱量和空氣壓降,從而確定優(yōu)開縫結(jié)構(gòu)。
在窗片的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)中,開縫角度和開縫數(shù)是自變量,縫高與縫寬可根據(jù)兩個自變量確定。因此,只需對窗片開縫角度θ 和開縫條數(shù)n 這兩個自變量進行優(yōu)化設計。在橋片的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)中,縫高為翅片間距的一半,縫寬由開縫數(shù)確定。因此,對橋片開縫翅片結(jié)構(gòu)的設計,只需對開縫條數(shù)進行優(yōu)化設計。基于CFD 計算結(jié)果,可確定具有較高換熱量和較低空氣壓降的翅片開縫結(jié)構(gòu)。
步驟4:換熱器性能測試
小管徑換熱器性能的測試系統(tǒng)如圖2 所示。實驗中的測試工況根據(jù)房間空調(diào)器標準確定。根據(jù)實驗結(jié)果,采用多重線性回歸方法開發(fā)了小管徑換熱器性能的預測關(guān)聯(lián)式,并將其應用于制冷劑流路設計的仿真程序中。
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2、制冷劑流路設計
在制冷劑流路設計中,采用基于仿真的方法進行設計。圖3 為基于仿真的制冷劑流路設計方法流程圖。設計中首先根據(jù)換熱器尺寸確定換熱器的預選結(jié)構(gòu),并根據(jù)換熱器性能及成本調(diào)整管路結(jié)構(gòu),然后計算調(diào)整后換熱器的性能,以確定下一步結(jié)構(gòu)的調(diào)整方向,終確定換熱器管路結(jié)構(gòu)。設計中采用基于知識的多目標優(yōu)化方法,控制優(yōu)化過程,得到優(yōu)化結(jié)果。
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本文采用基于圖論的三維分布式模型,預測具有不同流路換熱器的性能。Liu 建立的模型與實驗值的大偏差為±10%。在Liu 的模型中,沿長,寬,高三個方向?qū)Q熱器分割成若干個控制體。控制體包含了制冷劑,空氣和翅片換熱器三個部分。制冷劑與空氣的控制能量方程與動量方程如式(7)~(11)所示。
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式中,Ai 是制冷劑側(cè)換熱面積;Ao 是空氣側(cè)換熱面積;Ga,max 是小流通面積處的空氣流率; fa 是空氣摩擦系數(shù);σ 是流通積的收縮比;Qfront, Qback, Qtop和Qbottom 分別是從前排,后排,上列和下列翅片的傳熱量。
本文對換熱系數(shù)和壓降預測關(guān)聯(lián)式的選取如表1所示。
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優(yōu)化采用基于知識的優(yōu)化方法(KBEM)用于優(yōu)化換熱器。它包括兩個部分:改進遺傳算法(IGA)和基于知識的優(yōu)化模塊(KOM)。KBEM 中的IGA 是傳統(tǒng)遺傳算法的改進版,IGA 可以得到初解并控制整個優(yōu)化過程。采用基于知識的搜尋方法可以減少研究范圍,進而并可以提高優(yōu)化效率。
三:設計案例
本章節(jié)將會采用前一章提出的設計方法來設計采用5 mm 管翅片管換熱器的空調(diào)器。空調(diào)器的實驗結(jié)果將與設計結(jié)果進行對比驗證。
在此案例中,室內(nèi)機換熱器采用了5 mm 管翅片換熱器。室外機換熱器采用具有更大翅片間距的7 mm 管翅片換熱器,以防止熱泵工況時結(jié)霜導致的換熱性能惡化。
1、翅片結(jié)構(gòu)設計結(jié)果
步驟1:確定優(yōu)翅片高寬比Pt/Pl
設計Pt/Pl 時,CFD 計算的邊界條件設置如下:進口空氣溫度為300K,管壁溫度為280K。其他邊界條件同前一章。由圖4 所示的CFD 結(jié)果,可知優(yōu)Pt/Pl 比值為1.23,此時翅片效率高。
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步驟2:優(yōu)化Pt和Pl
在翅片尺寸設計中,5 mm管翅片的UA應大于7 mm管翅片,5 mm管翅片換熱器的ΔP應小于7 mm管翅片換熱器。根據(jù)上述設計原則,翅片的性價比、傳熱效率和空氣壓降隨Pt的變化趨勢見圖5(a)~(c)。由結(jié)果可得:當Pt為18 mm時,w值較大,且滿足UA和ΔP的約束條件。根據(jù)優(yōu)Pt/Pl值,可得到優(yōu)翅片尺寸為18×14.7 mm。
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步驟3:優(yōu)化翅片開縫結(jié)構(gòu)
根據(jù)所確定的優(yōu)翅片尺寸,利用CFD方法計算開3條縫的窗片和開4條縫的窗片的性能。圖6為具有不同開縫數(shù)的翅片表面空氣溫度分布圖。換熱量及空氣壓降的計算結(jié)果見表2。由計算結(jié)果可知:由于開縫數(shù)的增加導致縫高的降低,4條縫窗片具有更高的換熱量,和更低的空氣壓降。
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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(zhì)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。
下面我們主要談的是間壁式換熱器,通過實驗數(shù)據(jù)對其進行熱力對比計算。
提高換熱器換熱性能的途徑
傳熱方程是Q = KAΔt,很多研究者研究的主題方向是提高傳熱系數(shù)K。對強制循環(huán)空氣冷卻器,采取有效措施降低空氣側(cè)的傳熱熱阻或在制冷劑側(cè)采用選擇供液方式,控制供液量,或采用傳熱管可明顯提高傳熱系數(shù)。另外提高流體的流速可以增大傳熱系數(shù),但流動阻力也相應增大,因此通過增大流體的流速以增強傳熱系數(shù)K 有一定的限度。此外增強傳熱可通過增加傳熱面積實現(xiàn),但增加傳熱面積不應靠加大整體設備的尺寸來實現(xiàn),而應從設備的自身結(jié)構(gòu)來考慮。
增加傳熱面積總體上分為兩種途徑:管外表面的擴大和管內(nèi)表面積的擴大。
目前管外表面積的增加主要是在管外加翅片或擴展表面即肋化表面,它是通過附加肋片擴大傳熱面積來減少對流換熱熱阻,從而達到強化傳熱的目的。
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可通過下列途徑來增大設備單位體積的有效傳熱面積:
①傳遞面采用擴展面,如在對流傳熱系數(shù)較小一側(cè)的熱傳遞表面上附加翅片、筋片、銷釘?shù)?
②增大原有熱傳遞表面,如將表面處理成憎水性覆蓋層、多孔性覆蓋層、雙波紋狀管等
③在換熱器中管子的強化方面主要是異型管的開發(fā),從而達到增加傳熱面積的目的。異型管的種類包括螺旋槽紋管、橫紋槽管、縮放管、波節(jié)管、旋流管、粗糙表面管、螺旋扁管。
強化換熱器換熱的方法及熱力計算
通過對翅片管式換熱器的結(jié)構(gòu)進行改進與優(yōu)化設計,然后對其換熱性能與改進前換熱器進行對比計算,結(jié)果是改進后的換熱器的傳熱系數(shù)得到了提高。
一、調(diào)整換熱器的翅片間距,設計成為變翅片間距。
1、設計原理
本方法適用于將該換熱器用于低溫制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器(在0 ℃及其以下條件工作時,翅片盤管外表面溫度等于或低于濕空氣的露點溫度時,由于在低溫工況下工作的蒸發(fā)器表面存在結(jié)霜問題,且蒸發(fā)器前幾排管子的結(jié)霜較嚴重,而后幾排管子的結(jié)霜相對較輕,因而可采用變間距的翅片設置,亦即沿風向片距越來越小。霜開始形成時表面粗糙度增大,引起傳熱面積增大,同時氣體流速也增大,從而導致在結(jié)霜初期傳熱系數(shù)K 增大,但隨著霜層的不斷增厚傳熱熱阻增加,終導致傳熱系數(shù)K 減小,結(jié)霜對換熱器性能的影響表現(xiàn)在降低其傳熱系數(shù)和增大其阻力兩方面,合理的換熱器結(jié)構(gòu)應同時減小這兩方面的影響。
當氣流通過蒸發(fā)器時,由于空氣中的水蒸氣不斷地在翅片管表面沉積,空氣由于除濕作用相對濕度降低,沿氣流方向翅片盤管表面結(jié)霜量是遞減的,如果采取變片距結(jié)構(gòu),可以在結(jié)霜條件下保持其較高的傳熱效率,并延長其沖霜時間。當蒸發(fā)器采用變翅片間距結(jié)構(gòu)時,實際上已構(gòu)成了翅片的錯列分布,當空氣橫掠錯列翅片時,翅片的交錯分布使得上游翅片對下游翅片有繞流作用,由于前面翅片的繞流,翅片的前半部分換熱加強,后面的翅片的分布又使得流道變窄,流速提高,翅片后半部分的換熱也得到強化。
2、變翅片間距的結(jié)構(gòu)示意圖及對比計算
由于該改進方案采用的是變翅片間距形式,在理論上可近似認為是錯列翅片,因此在分析中可借用錯列翅片的理論。圖1 是所研究的流體縱掠錯列翅片的一個二維模型,翅片間距為H ,厚度為t 。
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由于該結(jié)構(gòu)形式實際為錯列翅片,當流體縱掠翅片時,氣流在上游翅片先受到擾動,因此在前幾排管上的翅片換熱加強,當氣流流經(jīng)后幾排管子時,由于流通截面迅速變窄,流速提高,使流體在原有的基礎(chǔ)上又進一步受到擠壓,擾動更加劇烈,因此通過后加上的一組翅片,使換熱也得到了強化。
通過變翅片間距的結(jié)構(gòu)改進,冷風機在外形尺寸即高度、寬度和管總長度不變的前提下,在結(jié)霜工況下運行時仍可保持較高的傳熱系數(shù),且采用變翅片間距結(jié)構(gòu)的冷風機比等翅片間距結(jié)構(gòu)冷風機的傳熱系數(shù)提高了9. 8 % ,且傳熱面積有所提高,通過提高傳熱系數(shù)和傳熱面積從而達到強化傳熱的目的(圖2) 。
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對于翅片管式換熱器,其傳熱系數(shù)的計算采用下列公式。
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式中: hi ,h0為管內(nèi)制冷劑和管外空氣側(cè)換熱系數(shù)(W/(m2·K) ) ; Fi, F0 為管內(nèi)、外面積( m2 ) ; β為管內(nèi)外面積比; ri , r0為管內(nèi)、外表面的污垢系數(shù)( (m2·K) / W) ;λ為管壁導熱率(W/ (m·K) ) ;η為肋化效率; di , d0為管子內(nèi)/ 外徑(m) 。對于制冷量Q0 =2. 67 kW 的制冷系統(tǒng),經(jīng)過結(jié)構(gòu)改進,其熱力性能計算結(jié)果如表1 所示。
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二、加強管內(nèi)流體流動,管內(nèi)壁加工變螺距內(nèi)螺紋。
銅管外表面光滑,內(nèi)表面有連續(xù)而細密的螺紋溝槽,稱為內(nèi)螺紋管。因其增大了管材內(nèi)表面的散熱面積,使銅管的散熱系數(shù)增加率比光管提高了1. 5 倍。在不增大整體設備尺寸的前提下,增加其內(nèi)表面換熱面積,加強管內(nèi)流體的擾動,在原有換熱器的管內(nèi)壁上加工變螺距內(nèi)螺紋。
1、設計原理
當管內(nèi)工質(zhì)換熱系數(shù)較大而管外工質(zhì)換熱系數(shù)較小時,管外的對流傳熱熱阻將成為傳熱的主要阻力。采用擴展表面,對于縮小換熱器體積,提高換熱器效率有很重要的作用。目前,已經(jīng)開發(fā)出了針狀翅片、波紋翅片、百葉窗翅片、三角形翅片、單面開槽條形片、裂齒矩形翅片等。
管內(nèi)表面積的增大主要集中在異型管的開發(fā)方面,綜觀各種不同形狀的強化管,其共同特點是在兼顧壓降的同時,傳熱面積都有不同程度的增加,并通過兩種機理提高其傳熱系數(shù)進行強化換熱。傳熱邊界層是限制傳熱系數(shù)提高的主要因素,它產(chǎn)生于靠近管壁的層流底層,并有一個逐漸增厚的過程。管壁的粗糙以及規(guī)則出現(xiàn)的溝槽、凸肋,會破壞貼壁層流狀態(tài),抑制邊界層的發(fā)展。同時溝槽和凸肋對流體的限流作用有助于邊界層的減薄,而繞流作用使流體產(chǎn)生軸向旋渦,可致使邊界層分離,流體主體徑向溫度梯度減小,有助于熱量傳遞的進行。因此采用在已加工好的管壁內(nèi)部加工變螺距內(nèi)螺紋,不但可以擴大管子的內(nèi)表面積,增加傳熱面積,并且由于管子不再是光管,內(nèi)部有螺紋所以內(nèi)壁變得粗糙,可以破壞層流邊界層,使管內(nèi)的制冷劑的流態(tài)變成紊流,從而提高管內(nèi)對流換熱系數(shù)。同時,因為采用變螺距,沿著流體流動方向螺距從大變小,這樣可增強流體的擾動,強化流體的換熱系數(shù)。
2、變間距內(nèi)螺紋翅片管結(jié)構(gòu)示意圖及對比計算
對等間距內(nèi)螺紋翅片管換熱器管內(nèi)螺紋進行改進,由于管內(nèi)有規(guī)則、連續(xù)的凸肋和凹槽發(fā)生改變,使之內(nèi)表面積比等間距增大8. 4 %,傳熱系數(shù)增大3. 82 %,管內(nèi)換熱系數(shù)也增加了4. 89 %。等間距與變間距內(nèi)螺紋管結(jié)構(gòu)示意圖如圖3、圖4 所示。
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式中: f m為單位管長管子平均面積(m2 ) ; f i為單位管長管子內(nèi)面積(m2) ; f 2為單位管長管子總外表面積(m2) ;αi為管內(nèi)對流換熱系數(shù)(W/ (m2· K) ) ;αw 為管外對流換熱系數(shù)(W/ (m2· K) ) 。
對于汽車空調(diào)系統(tǒng),當負荷Q0 = 4 kW ,其熱力性能計算結(jié)果如表2 所示。
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