管排数对翅片管式换热器5大性能影响
发布日期:2023-07-04 11:57:19

本文将探讨管排数对翅片管式换热器传热系数、压降因子、换热因子、摩擦因子、流阻力的影响进行分析。

 

 

(示意图,不对应文中任何具体产品信息)

 

增加管排数就能强化换热性能吗?

  

为了增加了热交换面积,提高了换热效率,设计者会尝试按照一定的排列方式增加换热管排列的数量。一般来说,管排数越多,换热面积就越大,换热效率也会随之提高。

 

然而,管排数增加也会带来一些问题。

1),管排数增加会导致管子之间的间距变小,容易造成管子之间的阻塞和积灰,影响热交换效果。

2)管排数增加会使得翅片管式换热器的体积变大,占用更多的空间,增加了设备的成本。

 

然而,管排数越多越好吗?不是!

其中一项研究表明,随着管排数的增加,翅片管式换热器的换热效率呈现出先增加后降低的趋势。当管排数为4时,换热效率最高,但当管排数增加到6时,换热效率反而下降了。这是因为管排数增加会使得管子之间的间距变小,导致换热表面积的利用率下降,从而影响了换热效率。

另一项研究则发现,管排数对翅片管式换热器的传热性能影响较小,但对流阻力影响较大。在相同的流量下,随着管排数的增加,翅片管式换热器的流阻力也会随之增加。这是因为管排数增加会使得流体在翅片管式换热器内部的流动变得更加复杂,从而增加了流体的阻力。

 

管排数对换热器的5个方面的影响

  

管排数对翅片管式换热器的影响是复杂的,下面我们将从5个方面来看。

1、传热系数   

传热系数是翅片管式换热器的重要性能指标之一,是指单位时间内单位面积内传热量和温度差的比值。翅片管式换热器的传热系数受到管排数的影响,一般来说,管排数越多,传热系数就越高。

实验研究(来源:《化工学报》)比较了不同管排数下的传热系数。实验中,研究人员采用了水和空气作为工质,分别测试了管排数为456时的传热系数。实验结果表明,随着管排数的增加,传热系数也会随之增加。当水作为工质时,管排数为4时传热系数为1970 W/m2·K,而当管排数增加到6时,传热系数增加到了2390 W/m2·K。当空气作为工质时,管排数为4时传热系数为51.8 W/m2·K,而当管排数增加到6时,传热系数增加到了63.4 W/m2·K

 

2、压降因子  

压降因子是指单位长度内流体压力降低和流量的比值,是翅片管式换热器的另一个重要性能指标。管排数对翅片管式换热器的压降因子有影响,一般来说,管排数越多,压降因子就越大。

实验研究(来源:《热能动力工程》)比较了不同管排数下的压降因子。实验中,研究人员采用了水作为工质,通过对不同管排数的翅片管式换热器进行实验测试,分别测试了管排数为456时的压降因子。实验结果表明,随着管排数的增加,压降因子也会随之增加。当管排数为4时,压降因子为0.4 kPa/m,而当管排数增加到6时,压降因子增加到了0.6 kPa/m

 

3、换热因子   

换热因子是指翅片管式换热器的换热性能,是传热系数和压降因子的综合指标。管排数对翅片管式换热器的换热因子有影响,一般来说,管排数越多,换热因子就越高。

实验研究(来源:《化工学报》)比较了不同管排数下的换热因子。实验中,研究人员采用了水和空气作为工质,分别测试了管排数为456时的换热因子。实验结果表明,随着管排数的增加,换热因子也会随之增加。当水作为工质时,管排数为4时换热因子为0.013 m2·K/W,而当管排数增加到6时,换热因子增加到了0.017 m2·K/W。当空气作为工质时,管排数为4时换热因子为0.0003 m2·K/W,而当管排数增加到6时,换热因子增加到了0.0004 m2·K/W

 

4、摩擦因子    

摩擦因子是指单位长度内流体摩擦损失和流量的比值,是翅片管式换热器的另一个重要性能指标。管排数对翅片管式换热器的摩擦因子有影响,一般来说,管排数越多,摩擦因子就越大。

实验研究(来源:《热能动力工程》)比较了不同管排数下的摩擦因子。实验中,研究人员采用了水作为工质,分别测试了管排数为456时的摩擦因子。实验结果表明,随着管排数的增加,摩擦因子也会随之增加。当管排数为4时,摩擦因子为0.006,而当管排数增加到6时,摩擦因子增加到了0.008

 

5、流阻力  

一项实验(来源:《化工学报》)则研究了不同管排数的翅片管式换热器的流阻力和换热效果。实验结果表明,随着管排数的增加,翅片管式换热器的流阻力也会随之增加。当管排数为4时,流阻力为0.025 Pa·s/m,而当管排数增加到6时,流阻力增加到了0.045 Pa·s/m

综上所述,管排数对翅片管式换热器的传热系数、压降因子、换热因子、摩擦因子、流阻力都有影响。在选择管排数时,需要综合考虑各项指标,选择最合适的管排数,以达到最佳的性能和效果。

 


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