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对于上述实例: 管内水侧对流换热系数约为5000,而管外空气侧的对流换热系数约为50, 二者相差100倍。由于空气侧的换热“能力”远远低于水侧,限制了水侧换热“能力”的发挥,使得空气侧成为传热过程的“瓶颈”,限制了传热量的增加。为了克服空气侧的“瓶颈”效应,在空气侧外表面加装翅片将是一个明智的选择。加装了翅片以后,使空气侧原有的传热面积得到了大的扩展,禰补了空气侧换热系数低的缺点,使传热量大大提高
关于加装翅片的作用还可以用下面更形象的例子来说明:在一个边境口岸的出入境处,假定甲方口岸有十个检验口,每小时能放行5000人,而乙方口岸只有一个检票口,且办的很慢,每小时只能放行50人。这样,乙方侧就成了旅客通关的瓶颈,使得甲方的“能力” 不能发挥。为了提高通关流量,有效的办法就是在乙方侧多开几个检验口。这与加装翅片的原理是一样的。
在了解了翅片管的原理和作用以后,在甚么场合选用翅片管,有下面几个原则:
(1)管子两侧的换热系数如果相差很大,则应该在换热系数小的一侧加装翅片。
例1:锅炉省煤器,管内走水,管外流烟气,烟气侧应采用翅片。
例2:空气冷却器,管内走液体,管外流空气,翅片应加在空气侧。
例3:蒸汽发生器,管内是水的沸腾,管外走烟气,翅片应加在烟气侧。
应注意,在设计时,应尽量将换热系数小的一侧放在管外,以便于加装翅片。
(2)如管子两侧的换热系数都很小,为了强化传热,应在两侧同时加装翅片,若结构上有困难,则两侧可都不加翅片。在这种情况下,若只在一边加翅片,对传热量的增加是不会有明显效果的。
例1:传统的管式空气预热器,管内走空气,管外走烟气。因为是气体对气体的换热,两侧的换热系数都很低,管内加翅片又很困难,只好用光管了。
例2:热管式空气预热器,虽然仍是烟气加热空气,但因烟气和空气都是在管外流动,故烟气侧和空气侧都可方便地采用翅片管,使传热量大大增加。
(3)如果管子两侧的换热系数都很大,则没有必要采用翅片管。