判斷翅片管換熱器優(yōu)缺點的標準及未來技術(shù)展望
發(fā)布時間:2021-07-29
在實際應(yīng)用過程中,我們會發(fā)現(xiàn),由于一些使用條件的限制,我們很難發(fā)現(xiàn)哪些翅片管換熱器的分割完全滿足上述設(shè)計原則和思考。因此,很難提出判斷翅片管換熱器分割優(yōu)劣的標準。我們部門的2列和3列管式換熱器使用的比較常用的分割方法。(智能多線考慮到多個壓縮機共享冷凝器的情況,因此也有復(fù)雜的分割方法。因為情況比較特殊,所以這里暫時不討論。)2列交換熱管的分割方案1、2、3在我們部門都有使用,其中數(shù)字多聯(lián)和智能多聯(lián)多采用方案3的分割方法,其他型號多采用方案1、2的分割方案。三排管道的分流都比較普遍地采用方案4的思維方式,外國原型采用方案5的分流方法,但實際情況表明其效果不如方案4。
具體采用什么樣的分路方案,能更好地提高傳熱效果,是我們下一次實驗過程中需要重點考慮的問題。從我們目前的技術(shù)水平來看,不能從定量的角度具體判斷一個分支方案的優(yōu)劣,只能從質(zhì)量上判斷其分支效果。也就是說,通過翅片管換熱器出口的溫度均勻性來確定翅片管換熱器的傳熱效果。但是,如果換熱器出口的溫度比較均勻(例如,出口最高溫度和最低溫度的差異在1以內(nèi)),那么這種翅片管換熱器的分離效果可以說是好的嗎?本人的意見是,這種看法是片面的!以蒸發(fā)器為例,整個蒸發(fā)器必須充滿兩相液體才能達到最佳的熱交換效果(因為制冷劑的潛熱交換能力遠遠大于顯熱交換能力),但如果蒸發(fā)器出口狀態(tài)仍然是兩相介質(zhì),則壓縮機水擊的可能性是不可避免的。目前,一個想法是增加汽液分離器的體積,控制回液,使蒸發(fā)器內(nèi)盡可能多的兩相狀態(tài)存在。但是蒸汽餾分的增加不僅會增加成本,而且根本無法防止液體壓縮的發(fā)生,因此目前比較常用的方法是增加蒸發(fā)器出口的過熱。這樣,蒸發(fā)器后部的管子基本上就變成了氣體制冷劑,其顯熱、熱、熱交換效果已經(jīng)很差了。也就是說,這是犧牲系統(tǒng)部分性能的方法
經(jīng)驗表明,蒸發(fā)器出口保證3 5 的過熱已經(jīng)基本可以避免壓縮機液壓縮的發(fā)生。冷凝器也是同樣的道理,為了保證一定的過冷度,可以增加單位冷卻量,更重要的是,進入節(jié)氣門裝置的制冷劑可以保證是過冷液,證明節(jié)氣門裝置的正常運行調(diào)節(jié),使整個冷卻系統(tǒng)穩(wěn)定運行。所以,個人判斷鰭管式換熱器傳熱效果的定性標準是,各盆在滿足過熱(冷度)的基礎(chǔ)上,是否達到出口溫度的相對均勻性。例如,如果蒸發(fā)溫度為7C,蒸發(fā)器的各分路出口溫度均勻分布在6C或15C左右,我們?nèi)匀徊荒苷f這臺蒸發(fā)器的分路很好。前者基本沒有過熱,后者太熱,不能說這臺蒸發(fā)器設(shè)計得很好。(當然還有蒸發(fā)面積太小或太大的問題。不僅僅是因為分路所。當然,我們判斷翅片管換熱器出口溫度的均勻性也要根據(jù)換熱器的入口溫度來測量。因為,如果翅片管換熱器的入口溫度本身不均勻,就會發(fā)現(xiàn)翅片管換熱器的分液本身不均勻。這時,還應(yīng)該考慮如何確定翅片管換熱器的傳熱效果(在這種情況下,如果粉液毛細管的長度不同,即適用于通過粉液毛細管的長度分配各盆的制冷劑流量)。
換熱器是工業(yè)傳熱過程中不可缺少的設(shè)備,廣泛應(yīng)用于所有產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,特別是化工、冶金、動力、交通、航空、航天等。近年來,隨著新技術(shù)的發(fā)展和能源的開發(fā),換熱器性能的提高越來越受到工業(yè)界的重視。新技術(shù)、新工藝在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。不斷提高產(chǎn)品技術(shù)含量,追求能源效率,最大限度地提高經(jīng)濟效益,成為企業(yè)組織生產(chǎn)的基本原則。多年來,各工業(yè)部門廣泛應(yīng)用熱管換熱器,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是上述行業(yè)的迅速發(fā)展,換熱器分別要求小型化、輕量化、高效化、小型化,普通熱管換熱器不能滿足上述要求,促使人們研究高效換熱器。
其中翅片管換熱器是人們研究最多的換熱器之一。
翅片管是構(gòu)成各種換熱器的核心組成部分,其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響換熱器的工作性能。
2、翅片管的研究與開發(fā)
2.1,材料
各種換熱器材料應(yīng)根據(jù)換熱器的用途和操作條件等選擇。目前常用的材料有:純鋁、鋁合金、銅、黃銅、鎳、親、不銹鋼、印鋼鎳合金等。其中鋁和鋁合金最常用。
對翅片管換熱器母料的基本要求是可焊性和成型性、機械強度、耐蝕性和導(dǎo)熱性好。鋁及鋁合金不僅具有上述要求,還具有延展性和拉伸強度隨溫度下降而提高的特性,被世界各國小型換熱器,特別是低溫小型換熱器使用最廣泛。1)鋁的密度小,可以通過合金化和熱處理達到結(jié)構(gòu)鋼的強度。鋁換熱器運用于各種交通工具,特別是小轎車,將減少本身的重量,減少燃料消耗。
2),鋁的耐蝕性好。鋁產(chǎn)品在惡劣條件下產(chǎn)生的氧化物沒有毒性。用鋁做的熱交換器不用太擔心時間久后空氣或管內(nèi)液休等氧化而失效。
3)鋁導(dǎo)熱性能好,特別適用于散熱器、熱電用蒸發(fā)器、冷凝器等。
4)鋁的屈服強度高,抗沖壓,加工成型過程比較方便。
2.2,風(fēng)格
翅片管通常有內(nèi)部翅片管和外部翅片管兩種,其中外部翅片管使用最廣泛。外部翅片管通常采用加工方法,在光管外部表面形成一定高度、一定距離、一定厚度的翅片。
2.2.1,螺旋銷
螺旋銷是將鋼帶平面垂直于管道軸螺旋纏繞在管道外部表面。形成螺旋銷后,銷中性線內(nèi)的凹面板邊緣被壓縮,中性線外的凸緣面板凸緣被拉伸。當M面的拉伸應(yīng)力達到材料的強度極限時,厚度較小的鋼帶不穩(wěn)定,從而形成皺紋。螺旋翼冷使用的鋼帶不厚(通常為6=o.s-2.smm),經(jīng)常發(fā)生不穩(wěn)定性。翅片根彎曲可以說是螺旋翅片管的通病。鰭根彎曲會使根的鰭平面凹凸不平。把這種形狀的管道做成熱交換器,以下的凸塊會增加氣流阻力。凹處收集污物,給打掃帶來麻煩。
3.套針腳
套銷工藝是提前用沖床加工單個銷,然后用人工或機械方法,根據(jù)一定的銷間距,通過干涉將銷插入管道外部表面。是加工翅片管的最快方法。由于套裝工藝簡單,技術(shù)要求不高,使用的設(shè)備低廉,維修方便,到目前為止還有很多工廠在招聘。該工藝是勞動密集型的工藝方案,適合一般小型工廠或鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的資金和技術(shù)條件。我們知道對翅片管質(zhì)量的要求主要是3點3360 1的翅片間距:是翅片高度。第三,鰭和光管外部表面結(jié)合的堅固性。沒有完全連接的接縫越少越好。也就是說,熱阻很小。通常,螺旋銷和套裝銷可以很容易地保證前兩點,但第三點經(jīng)常出現(xiàn)問題。這些管道的致命缺點也是這一點。管道和銷之間接觸不好,熱阻大,影響傳熱。
4.滾動翅片管
近年來,滾動翅片管是翅片管換熱器中最常用的翅片管??焖侔l(fā)展的滾動翅片管是高能效的傳熱翅片管(高翅片管),冷壓翅片管是厚壁管,通過多組擠壓輥軋制,變成薄壁管的過程中,額外的金屬材料在管子外部表面形成銷。軋制銷的高度一般為)-13毫米。板材距離一般為2-3.5mm,板材厚度一般為。2-0.5毫米。同時,這種冷壓加工方法還可以滾動復(fù)合管翅片管。常用復(fù)合管材翅片基礎(chǔ)管(即內(nèi)部套管)使用碳鋼、不銹鋼、浸材、銅等。外部管子,即擠壓別針的外套管,常用鋁管和銅管。滾動翅片管由于翅片管和管壁是整體,沒有接觸熱阻和電腐蝕現(xiàn)象,因此可以提高和保持穩(wěn)定的傳熱性能,延長翅片管的壽命。不再需要釬焊,銷間距、銷高、銷厚等可以通過調(diào)節(jié)軋機的工作狀態(tài)來控制。軋制的翅片表面干凈,文管清晰,螺距準確,組裝的換熱器由多家電力生產(chǎn)企業(yè)使用,整體上滾動翅片管結(jié)構(gòu)較小,流動阻力小,熱阻小,傳熱效率高,產(chǎn)品體積小,綜合性能高。但是需要特殊的軋機,翅片管和端板的連接處容易泄漏。軋制翅片管的復(fù)合管結(jié)構(gòu)即將軋制翅片管套在鋼管外部,該結(jié)構(gòu)具有鋼翅片管和鋁翅片管的雙重優(yōu)勢,目前國內(nèi)已成功開發(fā),但工藝復(fù)雜。所以要研究更先進的技術(shù)。因此,翅片管換熱器具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用空間。