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国内翅片的发展现状

(1) 平直翅片

国内研究人员对各种平直翅片管的传热与阻力进行了实验研究，发现翅片间距对传热的影响依赖于临界雷诺数Re。对于层流，翅片间距增加，换热下降，阻力减少，且2排管的性能优于3排和4排。对双排管整体翅片的数值模拟，得到了速度与压力场分布，气体速度在0.5~3.5m/s内，对流给热系数及压降均随流速呈线性增长。提高生产能力，改善产品质量清除原材料表面的污染物小可达到保持其良好的后加工性能，提高产品质量灼目的。采用数值模拟方法研究的多排管束纵横向间距对传热的影响，认为传热随其纵横间距的增大而减小，横向管距越小，纵向管距越大，场协同性越好。

（2）波纹翅片

研究表明，翅片间距的影响受控于管排数，翅片间距越小，阻力系数f越大，而且管排数对阻力系数的影响很小，翅片间距对传热的影响忽略不计，但对阻力影响较大

（3）百叶窗翅片

采用Fluent软件模拟双排管弧形百叶窗翅片片厚、翅片间距、翅片宽度对换热量及传热j因子的影响，结果表明，迎风侧的强化传热程度高于背风侧。翅片跨度变化对总体换热量几乎没有什么影响，翅片间距变大会使整体换热量降低，因为换热强度的微弱提高不能补偿单位管长换热面积的下降所造成的传热损失，这说明采用小间距薄翅片是一种强化传热的措施，但同时也给带来了翅片刚度的下降及管翅间接触热阻上升的问题。常用的翅片结构形式有平直翅片、百叶窗翅片、锯齿翅片、多孔翅片和波纹翅片。

（4）冲缝片

对多种冲缝片结构的研究，发现翅片间距对传热和压降有显著影响。管排数为1时，翅片间距减小传热增大。管排数大于4时，翅片间距对传热压降的影响趋势相反。涡旋的脱落及涡旋的震荡效应是强化传热的本原因。

到目前为止，多数研究将翅片的结构与管子的存在位置分离开来，没有考虑管子存在对流体背风侧的传热和流阻影响。目前，还没有对很多因素做很深入的研究。传统的研究法多以等壁温假设为前提，考虑的问题往往是相变传热部分的管翅换热器，但实际的换热管内进、出口两端存在过冷、过热和单相流换热，产生了注入翅片逆向导热等不良现象，影响了翅片的整体效率，但目前采用改变翅片结构来克服这方面不足的研究还为数不多。其次，翅片的不同形式使空气在流道内形成了强烈的扰流，并使流动边界层和热边界层断裂、重组，从而强化换热。人们的研究工作往往来源于实际生产，更多的是基于工程的研究，缺乏对强化传热机理及减阻力学理论的应用，创造性研究少。此外，对比各种翅片形应用场合及传热流阻的对比分析也比较少。

翅片间距、管片相对位置以及翅片结构决定了过流空气的尾迹漩涡，周期与非周期性扰动强度，是需要进一步深度研究的重要问题。

在热交换器制造上，国内目前还以仿z为主，虽然在整体制造水平上差距不大，但是在模具加工水平和压制方面与发达国家还有一定的距离。

在设计标准上，国内热交换器设计标准和技术较为滞后。国内的管壳式热交换器标准的z大产品直径还仅停留在2.5米，而随着石油化工领域的大型化要求，目前对管壳式热交换器直径已经达到4.5米甚至5米，超出了国内热交换器设计标准范围，使得国内热交换器设计企业不得不按照美国TEMA设计标准。经对板间通道进行了三维数值模拟，发现只要翅片间距足够小，管子后漩涡将被翅片的壁面效应所抑制，此时整个流场将处于层流状态。

更为严重的是，国内在热交换器设计软件方面严重滞后，热交换器设计过程中还不能实现虚拟制造，缺乏自主知识产权的大型***技术软件。由于在热交换器的相关工艺计算、传热计算和振动模型的计算方面缺少大型***化在热交换器产品招标过程中处于不利地位。

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翅片管散热器的生产及选购参数

1 ：钢制翅片管对流散热器应按批准的产品图样及技术文件制造，并应符合本标准的规定。

2 ：钢制翅片管对流散热器外罩带后背板、联箱内藏。钢带、外罩板和两端护板应符合有关材料标准的规定，并且应具有材料质量合格证明书。

3：钢管椭圆度应不大于0. 3 mm,钢管其他项目应符合GB/T 3092,GB/T 3087,GB/T 8163的规定。

4 ：钢带与钢管之间应采用高频焊或其他确保紧固的方法。JG/'r 3012. 2一1998

5 ：钢带、钢管的焊接表面应无涂层、铁锈、凹坑等影响焊接质量的缺陷和杂质。

6：翅片管质量要求翅片管螺距6-7 mm，翅片高度应大于15 mm，翅片倾伏角不应大于80, 翅片管的直线度每米不应大于1.0 m m.  对于采用高频焊接工艺的翅片管，每米翅片管测量处实际焊缝长度的总和应大于85 ，且未连续焊接长度不应大于50 mm.

7 ：钢制翅片管对流散热器焊接质量要求: 钢管与钢管的对接应符合GB 151的规定。焊接应符合GB/T 985的规定。

8 ：钢制翅片管对流散热器在加外罩前应逐组进行水压试验或气压试验，试验压力为工作压力的1.5倍。

9 ：钢制翅片管对流散热器接管螺纹应符合JG .1 31的规定。

10 ：漆膜质量要求钢制翅片管对流散热器应喷涂防锈底漆和面漆;面板应烤漆，漆膜的制备应符合GB/T 1727的规定。表面涂层应均匀光滑，附着牢固，不得有气泡、堆积、流淌和漏喷。

关于选购

     如何选择翅片管散热器确实是消费者需要好好思考的一个问题。

     有些注重热效率，关心是否能在短时间内获得明显的效果；有些则因环境因素，侧重是否耐腐蚀；还有在意外形是否美观。如此种种。那么哪些是基本的、不可忽视的呢？

第y：翅片管散热器的工作压力，应满足系统的工作压力，并符合国家现行有关产品标准的规定；

第二：放散粉尘或防尘要求较高的工业建筑，应采用易于清扫的翅片管散热器；

第三：具有腐蚀性气体的工业建筑或相对湿度较大的使用环境下，应采用耐腐蚀的翅片管散热器；

第四：采用钢制翅片管散热器时，应采用闭式系统，并满足产品对水质的要求

第五：采用铝制翅片管散热器时，应选用内防腐型铝制翅片管散热器，并满足产品对水质的要求；

?翅片管的换热面积怎么计算

1计算公式：基管有效表面积+翅片露出部分的全部外表面积

2翅片管换热面积计算方法(以钢铝复合型为例)

原题： 一根翅片管长1860mm,两头各空30mm无翅片，翅片管直径25mm,底径厚度0.5mm,管子厚度2mm,片距

翅片管

2.8mm,片厚0.35mm,翅片外径57，有效片高15.5mm,求一根翅片管的换热面积是多少？

答：换热面积的计算,一般情况下以所有暴露在空气中的部分累计相加,可分为三部分,1,基管部分表面积(需要扣除片厚)2,翅片顶端(有效片数累计后的表面积)3,翅片正反两个面的表面积。这三个数字相加就是翅片管的换热面积。

例：按原题计算(先计算单位米的面积)

已知,片厚0.35,片距2.8,单位有效片数为357片,则

基管表面积有效长度为1000-357X0.35=0.875米,得3.14X0.026X0.875=0.071435

翅片顶端表面积为 357X0.35=0.125米,且翅片外径为57mm.得3.14X0.057X0.125=0.0223725

翅片正反两个面的表面积。是大圆面积减去小圆面积乘片数再乘2,已知直径分别为0.057和0.026,则半径为0.0285和0.013,得3.14X(0.0285X0.0285-0.013X0.013)X357X2=1.44214

累计结果;1.44214+0.0223725+0.071435=1.536m2/米

有效管长为1800,得该类型的翅片管换热面积为2.765平方/支

?雷诺数在翅片管换热器设计中的重要性

在翅片管换热器的设计过程中，通常对管内介质流速的选择要求偏低，基本都是按经验值估算。在所有的换热器设计中，应尽量避免出现层流状态，层流状态时的传热系数与湍流状态时的传热系数差异很大。

  在传热学中，规定雷诺数Re＜2000为层流，2000＜Re＜4000为过渡流， Re＞4000为湍流，而在翅片管换热器的设计中，我们认为Re＜2300为层流，2300＜Re＜10000为过渡流， Re＞10000为湍流。（2）波纹翅片及冲缝片对波纹翅片通道内传热机理进行的研究，发现存在临界雷诺数Re，管排数对传热影响趋势与平直翅片相反，但变化的量值比平直翅片管束要小的多。例；空气-空气热交换，换热管直径25mm，管内空气温度由20℃升高到100℃，求流速多少时才能让雷诺数达到10000。

空气定性温度；（20+100）/2=60℃，查60℃的空气特性；

密度1.06kg/m3，粘度2.01X10-5pa?s

解；10000/(0.025*1.06/2.01*100000)=7.6m/s

  同样，我们也可以计算其它介质在翅片管换热器中的合理流速，把雷诺数控制在一定的范围，确保介质处于旺盛湍流状态，让翅片管换热器的设计更为经济合理。