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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(yīng)用場所 鍋爐 電站 選購螺旋翅片管價格優(yōu)惠來遼寧省大連市找浩澤物資(大連市分公司),我們是廠家直銷,產(chǎn)品型號齊全,確保您購買的每一件產(chǎn)品都符合高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求,選擇我們就是選擇品質(zhì)與服務(wù)的雙重保障。聯(lián)系人:周經(jīng)理-13563000517,{QQ:951556567},地址:[大東鋼管產(chǎn)業(yè)園]。 遼寧省,大連市 2022年,大連市實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值8430.9億元,同比增長4.0%。
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翅片管的傳熱過程
這兒講的“傳熱”不是通俗的對傳熱現(xiàn)象的一般稱呼,而是一個專有名詞。傳熱的定義是:熱量從熱流體經(jīng)過管壁傳給冷流體的過程。如下一小節(jié)的附圖所示。傳熱過程由三個分過程組成:過程1:
熱量Q(W或KW)由熱流體傳給管壁(管內(nèi)壁),這一過程屬“對流換熱”,其對流換熱系數(shù)為hi (W/(㎡·oC))。(此后,角標(biāo)“i”代表“內(nèi)部”,角標(biāo)“o”代表“外部”,而角標(biāo) “w”代表管壁。),這一對流換熱過程對應(yīng)的溫差為(Ti-Twi),此處,Ti為管內(nèi)流體溫度,Twi為管內(nèi)壁溫度。
過程2:熱量Q從管子內(nèi)表面?zhèn)鹘o管外表面,因為熱量是在固體內(nèi)部傳遞,這一過程叫“導(dǎo)熱” 或“熱傳導(dǎo)”。此過程對應(yīng)的溫差為(Twi- Two)。
程3:熱量Q從管外表面?zhèn)鹘o管外冷流體的過程。這一過程屬“對流換熱”,對應(yīng)的溫差為(Two- To), 其對流換熱系數(shù)為h o . 應(yīng)當(dāng)指出的是,此處,Two是基管的外表面溫度,因此,ho是以基管外表面積為基準(zhǔn)的換熱系數(shù)。之前講述了翅片管外表面為基準(zhǔn)的換熱系數(shù)h 的計算。兩個換熱系數(shù)ho和h的換算關(guān)系:ho= h×β×η
式中,β為翅化比,即加翅片后面積擴大的倍數(shù);η為翅片效率,是小于1的數(shù);
翅片管的傳熱過程,可用下面的圖解加以說明,并后推出傳熱系數(shù)的定義和表達式。為了方便討論,將圓管壁面簡化為平壁:對于管內(nèi)為水的流動:hi≈5000 W/(㎡·℃), Ri=1/hi=0.0002 (㎡·℃)/W 設(shè)管壁厚度 δ=0.003m, 導(dǎo)熱系數(shù) λ=40 W/(m·℃ ) (對碳鋼):管外為翅片管,設(shè)基管外表面的換熱系數(shù) ho=200 W/(㎡·℃), 由此可見,管壁導(dǎo)熱熱阻 Rw=δ/λ 很小,約占總熱阻的 1% 左右,可忽略之。為了設(shè)計,對翅片管傳熱,可取 f =0.8~0.9。主要考慮:管面的污垢和積灰是一項附加的熱阻,可使 R總增大,使傳熱系數(shù)有所下降。此外,系數(shù) f 也考慮了管內(nèi)熱阻 Ri 及管壁熱阻 Rw 的影響。一般,f 值可按下表選取管。內(nèi)為水的單相對流時管外有積灰管外無積灰管內(nèi)為水的相變時 (沸騰和凝結(jié))。特殊情況:若管內(nèi)為制冷劑或碳/氫化合物的液體或相變時,可取 f =0.7 4.。
傳熱系數(shù)的估算表
根據(jù)簡化后的傳熱系數(shù) K 的計算式:K=ho×f;
翅片管管外換熱系數(shù)的換算式:ho=h×β×η氣體繞流翅片管束時的換熱系數(shù)和傳熱系數(shù)計算表:
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表中包括了目前常用的翅片管規(guī)格和常見的冷熱流體的情況,與的計算結(jié)果相比,誤差在±10% 左右,是可以接受的。
對于燃氣熱水器,換熱器管子外側(cè)流動的是高溫?zé)煔猓瑑?nèi)側(cè)流動的是冷水。試驗表明,煙氣側(cè)的熱阻明顯高于水側(cè)的熱阻,因此通常在管子表面設(shè)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(cè)加裝翅片所構(gòu)成的翅片管束;連續(xù)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(shè)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(xù)翅片管束,采用CFD軟件,在管子內(nèi)流體為定溫度條件下,對非翅片表面煙氣流道內(nèi)煙氣、翅片表面煙氣的溫度場、速度場進行數(shù)值模擬分析。
1 模擬方法
1.1 控制方程與數(shù)學(xué)模型[1-2]
①控制方程
控制方程包括混合物質(zhì)量守恒方程、組分質(zhì)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(fā)生凝結(jié),煙氣組成不會發(fā)生變化,因此不需考慮組分質(zhì)量守恒方程。
1.2 物理模型
燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庀蛏蠜_刷翅片管束,通過對流傳熱將熱量傳遞給管子內(nèi)的冷水。對非翅片表面煙氣流道內(nèi)煙氣與翅片表面煙氣的溫度場、速度場進行數(shù)值模擬分析。考慮到計算的時間與成本,數(shù)值模擬只針對單個連續(xù)翅片進行研究,計算區(qū)域?qū)挕粮摺梁駷?26.4 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(shè)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(wǎng)格劃分,網(wǎng)格生成后,用網(wǎng)格檢查器檢查網(wǎng)格的質(zhì)量,劃分網(wǎng)格后的物理模型見圖2,網(wǎng)格數(shù)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(biāo)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(shè)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(shè)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(nèi)壁面選用流固耦合熱邊界條件。
④管內(nèi)流體條件
管內(nèi)流體溫度設(shè)定為350 K。
2 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
2.1 煙氣溫度分布
非翅片表面煙氣流道內(nèi)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?qū)崿F(xiàn)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(xù)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(jié)果與文獻[3]的研究結(jié)果基本一致。2.2 煙氣速度分布非翅片表面煙氣流道內(nèi)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(dāng)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(qū),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(qū)域形成紊亂、充滿大小不等旋渦的尾流區(qū)。尾流區(qū)內(nèi)煙氣的循環(huán)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(shù)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(qū)形成的邊界層,從而改善平翅片管束的換熱環(huán)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(qū)。
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在換熱器中,很多時候傳熱兩側(cè)流體的換熱系數(shù)大小不平衡,通常我們會在換熱系數(shù)小的一側(cè)加裝翅片。這是為什么呢?翅片管又是什么?結(jié)構(gòu)什么樣?應(yīng)用原則是什么?聽老工程師為大家講一講。(末尾有實例講解哦!)
什么是翅片管?翅片管,又叫鰭片管或肋片管。顧名思義,翅片管就是在原有的管子表面上(不論外表面還是內(nèi)表面)加工上了很多翅片,使原有的表面得到擴展,而形成一種獨特的傳熱元件。為什么要采用翅片管?
在原有表面上加工上翅片能起到什么作用呢?
翅片管換熱器的結(jié)構(gòu)與一般管殼式換熱器基本相同,只是用翅片管代替了光管作為傳熱面。這使得其結(jié)構(gòu)更加緊湊,換熱面積增加,可以加強換熱。
什么情況時,選用翅片管呢?
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