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用普通的鋼管(光管)組成的熱交換器,在很多情況下,管外流體和管內(nèi)流體對管壁的換熱系數(shù)是不一樣的。所謂換熱系數(shù),是指單位換熱面積,單位溫差(流體與壁面之間的溫差)時的換熱量,它代表流體和壁面之間的換熱能力的大小。例如: 水在壁面上凝結(jié)時的換熱系數(shù)為:10000-20000w/(m2. ℃) 水在壁面上沸騰時的換熱系數(shù)為:5000----10000---- 水流經(jīng)壁面時的換熱系數(shù)大約為:2000----10000---- 空氣或煙氣流經(jīng)壁面時的換熱系數(shù)為:20----80---- 空氣自然對流時的換熱系數(shù)只有:5----10----
由此可見,流體與壁面之間的換熱能力的大小相差是很懸殊的。下面,設(shè)想一個實際的換熱情況:圓管內(nèi)都是流動的水,其換熱系數(shù)為5000(----),而管外流動的都是煙氣,其換熱系數(shù)只有50(----),二者相差100倍。當(dāng)熱量從管內(nèi)傳向管外,或從管外傳向管內(nèi)時,傳熱過程的“瓶頸”或“最大阻力”發(fā)生在什么地方?當(dāng)然是管外的煙氣側(cè),因為煙氣側(cè)換熱系數(shù),即換熱能力最低,限制了傳熱量的提高。
怎樣才能提高圓管的傳熱量呢?最有效的方法之一就是在管子外表面即煙氣側(cè)采用擴(kuò)展表面,即做成翅片管。假定翅片管的實際傳熱面積為原來的光管外表面的若干倍,雖然煙氣的換熱系數(shù)仍然很低,但反應(yīng)在光管外表面積上的傳熱效果將大大增加,從而使整個傳熱過程增強(qiáng),在總傳熱量一定的情況下,使設(shè)備的金屬耗量減小,經(jīng)濟(jì)性提高。
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