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行業新聞 /News

國內翅片的發展現狀
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(1) 平直翅片
國內研究人員對各種平直翅片管的傳熱與阻力進行了實驗研究,發現翅片間距對傳熱的影響依賴于臨界雷諾數Re。對于層流,翅片間距增加,換熱下降,阻力減少,且2排管的性能優于3排和4排。對雙排管整體翅片的數值模擬,得到了速度與壓力場分布,氣體速度在0.5~3.5m/s內,對流給熱系數及壓降均隨流速呈線性增長。采用數值模擬方法研究的多排管束縱橫向間距對傳熱的影響,認為傳熱隨其縱橫間距的增大而減小,橫向管距越小,縱向管距越大,場協同性越好。
(2)波紋翅片
研究表明,翅片間距的影響受控于管排數,翅片間距越小,阻力系數f越大,而且管排數對阻力系數的影響很小,翅片間距對傳熱的影響忽略不計,但對阻力影響較大
(3)百葉窗翅片
采用Fluent軟件模擬雙排管弧形百葉窗翅片片厚、翅片間距、翅片寬度對換熱量及傳熱j因子的影響,結果表明,迎風側的強化傳熱程度高于背風側。翅片跨度變化對總體換熱量幾乎沒有什么影響,翅片間距變大會使整體換熱量降低,因為換熱強度的微弱提高不能補償單位管長換熱面積的下降所造成的傳熱損失,這說明采用小間距薄翅片是一種強化傳熱的措施,但同時也給帶來了翅片剛度的下降及管翅間接觸熱阻上升的問題。
(4)沖縫片
對多種沖縫片結構的研究,發現翅片間距對傳熱和壓降有顯著影響。管排數為1時,翅片間距減小傳熱增大。管排數大于4時,翅片間距對傳熱壓降的影響趨勢相反。渦旋的脫落及渦旋的震蕩效應是強化傳熱的本原因。
到目前為止,多數研究將翅片的結構與管子的存在位置分離開來,沒有考慮管子存在對流體背風側的傳熱和流阻影響。目前,還沒有對很多因素做很深入的研究。傳統的研究法多以等壁溫假設為前提,考慮的問題往往是相變傳熱部分的管翅換熱器,但實際的換熱管內進、出口兩端存在過冷、過熱和單相流換熱,產生了注入翅片逆向導熱等不良現象,影響了翅片的整體效率,但目前采用改變翅片結構來克服這方面不足的研究還為數不多。人們的研究工作往往來源于實際生產,更多的是基于工程的研究,缺乏對強化傳熱機理及減阻力學理論的應用,創造性研究少。此外,對比各種翅片形應用場合及傳熱流阻的對比分析也比較少。
翅片間距、管片相對位置以及翅片結構決定了過流空氣的尾跡漩渦,周期與非周期性擾動強度,是需要進一步深度研究的重要問題。
在熱交換器制造上,國內目前還以仿制為主,雖然在整體制造水平上差距不大,但是在模具加工水平和壓制方面與發達還有一定的距離。
在設計標準上,國內熱交換器設計標準和技術較為滯后。國內的管殼式熱交換器標準的產品直徑還僅停留在2.5米,而隨著石油化工領域的大型化要求,目前對管殼式熱交換器直徑已經達到4.5米甚至5米,超出了國內熱交換器設計標準范圍,使得國內熱交換器設計企業不得不按照美國TEMA設計標準。
更為嚴重的是,國內在熱交換器設計軟件方面嚴重滯后,熱交換器設計過程中還不能實現虛擬制造、仿真制造,缺乏自主知識產權的大型專業技術軟件。由于在熱交換器的相關工藝計算、傳熱計算和振動模型的計算方面缺少大型專業化在熱交換器產品招標過程中處于不利地位。

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