空冷器用翅片管的强化途径

在许多工业过程中，大量的热量需要通过冷却系统来交换。过去基本上用水作冷却剂，随着　工业的发展，冷却水的需求量急剧增加，从而导致　冷却水源日益短缺，并造成环境污染。空气冷却技术是２０世纪４０年代发展起来的用空气来冷却管内工艺流体的一种技术。虽然应用空气作为冷却剂性能要差一些，但只要选用合适的空气冷却器，利用取之不尽的空气作为冷却介质，较之水冷　却器是一种显著的节能设备，同时也避免了比较敏感的水源污染和破坏生态平衡等问题。　由于空气的比热小，仅为水比热的１／４，因此，　若传热量相同，冷却介质温升相同，则所需的空气　量将为用水量的４倍。再考虑到空气的密度远小　于水的密度，则相对于水冷却器，空气冷却器的体　积是很大的。另外，空气侧的膜传热系数很低，导致光管空冷器总传热系数也很低，较水冷却器的传热系数低10～30倍。为抵消空气侧膜传热系　数较低的影响，一般采用扩张表面的翅片管（其翅　化比为ｌ０～２４），或采用湿式空冷器和联合空冷器等。
1，新型强化传热翅片管的结构形式　

在空冷器中，由于空气侧的传热系数比管内流体的传热系数低很多（为管内流体传热系数的５％～２０％），因此，应设法增加空气侧的　值。　平直翅片可通过增加表面积来提高空气侧的　值，即采用强化平直翅片表面几何形状来增大空　气侧的传热系数。同时，为了使空气侧的摩擦阻　力保持合适的值，空气流速通常要低于５m/s。在条件允许的情况下，选用导热性能良好的材料，例　如铝或铜来制造翅片，以及通过表面热镀锌处理，　可有效提高空气侧的传热系数。　强化平直翅片表面几何形状的基本方式包括　波纹（人字形）翅片、错断翅片和开口翅片。这些　强化方式直接影响传热和摩擦阻力性能，使流动　状态复杂化，波纹（人字形）翅片能使传热系数比　平直翅片提高４０％～７０％，矩形平行开口翅片的传热系数比平直翅片提高约９０％.强化表　面几何形状翅片的具体形式见图１。其中，割裂　形翅片管的传热因子ｉ比平直翅片管高４０％左右；钢丝圈形翅片管的传热因子比平直翅片管　高约５０％，而且具有与平直翅片管相同的压力　降
２新型翅片管的制造工艺形式及传　热性能翅片管是空冷器的基本冷却元件，

它应满足以下基本要求：　

（１）优良的传热性能，即合理选材，优化设计　翅片管结构：　

（２）良好的耐热冲击能力（因为空冷器在启动、停车或介质热负荷不稳定，以及气象条件发生　急剧变化时，会造成翅片管壁温的频繁变化，由于　基管与翅片的材料不同，热膨胀系数也不同，可能导致翅片的松动，使翅片与基管之间的接触热阻增大，从而使翅片管的传热性能下降）；　

（３）良好的耐大气腐蚀能力；

（４）易于清理污垢；　

（５）较低的制造费用。此外，还要求有足够的管内耐压能力，较低的　管内压降，较小的空气阻力，良好的抗机械振动能力等等