三种翅片管在空冷器应用中的性能比较与分析
[全]翅片管在冷凝器上的应用
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[全]翅片管在冷凝器上的应用1、常见冷凝器类型与特点冷凝器又称“液化器”，是使蒸气在其中放出热量而液化的换热器。
根据冷却介质和冷却方式的不同，冷凝器可分为水冷式、空冷式、蒸发式三种类型。
1）水冷式冷凝器水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。
水冷式冷凝器具有传热效率高、结构紧凑的特点。
目前，由于水资源短缺，水冷式冷凝器中使用的冷却水普遍循环使用，其主要缺点是需要设置专门的冷却水循环系统，初投资高，水处理费用大。
常用的水冷式冷凝器有卧式壳管式、立式壳管式和套管式等型式。
在大中型空调制冷装置及工业制冷中一般均采用水冷式冷凝器，其中又以壳管式冷凝器最常用。
在壳管式冷凝器中，制冷剂通常在管外冷凝，水在管内流动。
目前使用的壳管式冷凝器有光管管束与滚压低翅片管（即螺旋管）两种。
一般，氨用卧式壳管式冷凝器多采用光管管束，氟里昂冷凝器多采用滚压低翅片管。
2）空冷式冷凝器空冷式冷凝器也称风冷式冷凝器，制冷剂在管内冷凝，制冷剂放出的热量被空气带走。
这种冷凝器中有自然对流空气冷却式冷凝器和强制对流空气冷却式冷凝器。
由于空气的对流传热系数很低（25～35 W/m2.K），空冷式冷凝器的传热效率不如水冷式，冷凝温度与冷凝压力均较高。
另外，在换热负荷一定的情况下，空冷式冷凝器所需传热面积比水冷式冷凝器大，故而设备体积和质量均庞大，占地大。
但是可冷热两用，初投资低，系统维护管理相对简单。
空冷式冷凝器在工程实际中的应用十分广泛，既可用于制冷系统，也广泛应用于空调系统。
其最大的优点是不需冷却水，因此特别适用于缺水地区或者供水困难的场合，在小型制冷空调领域应用尤为广泛。
3）蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器是以蒸发冷凝和显热交换为基础，制冷剂放出的热量同时由冷却水和空气带走。
制冷剂在管内流动，冷却水在管外喷淋蒸发时吸收气化潜热，使管内制冷剂冷却和冷凝。
蒸发式冷凝器中，省去了冷却水在冷凝器中的显热传递阶段，使冷凝温度更接近空气的湿球温度，可比水冷式冷凝器系统低3～5℃，从而大大降低压缩机的功耗，耗水量只有水冷式冷凝器系统的1/3左右。
浅析空冷器管束设计、制造、检验技术
科学技术创新2020.18浅析空冷器管束设计、制造、检验技术高少平（大庆石油化工机械厂有限公司，黑龙江大庆163000）由于空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备。
它由许多零部件构成，但其中最主要的几个部分是：管束、风机、构架以及百叶窗，管束作为检验空冷器性能的主要部件，其质量的高低直接影响着空冷器换热能力也就是空冷器的冷却效果，因此必须要做好空冷器管束的设计、制造以及检验工作。
1空冷器管束设计技术1.1翅片管的类型选择在空冷器当中，翅片管是最主要的换热元件，因此在设计空冷器管束的结构前，首先就要确定好翅片管的结构类型，而这需要根据使用者对空冷器的具体要求来决定。
当前存在于市面上的翅片管类型有很多，常用的有L 型绕片型翅片管、LL 型绕片型翅片管、镶嵌式翅片管、双金属轧片式翅片管等。
这些翅片管在使用时都有一些注意事项，例如L 型绕片型翅片管不能应用在湿式空冷器当中，由于湿式空冷器内部的空气水含量较多，可能从翅片根部缝隙对换热管产生腐蚀，从而使换热管产生泄漏，进而影响使用；而双金属轧片式翅片管是由铝管与换热管套轧构成，换热管整体紧密地包裹在套轧管内，翅片不会产生松弛，这样就有效的避免了腐蚀的问题，但是其造价相对较高。
因此在选用翅片管时必须要根据实际的需求来选择。
1.2翅片管支撑的结构设计在空冷器当中，是通过排布多个翅片管来实现对空气中热量的交换，因此为了使翅片管之间的位置稳定，通常情况下会使用波纹板等对翅片管进行支撑。
在整个管束的结构中，最主要的影响因素就是翅片管因空气的流动而产生的振动，长期的振动会降低翅片管支撑的结构稳定性，从而使其失效，因此常见的解决方法是将受空气流动影响最大的空气进出口处的翅片管支撑进行固定，这样就会降低整体的振幅，从而减轻振动带来的影响。
再一个问题就是翅片管的受力问题，翅片管支撑在长时间工作后容易产生或多或少的变形，这样就会使翅片管得不到有效支撑，其解决方法是通过将翅片管的支撑结构焊接在管束横梁上，从而增强其结构的稳定性。
翅片管散热器材质特点
4.壁厚§≥2.5mm 的钢管散热器，可以与采暖 系统所用钢管统一要求
5.有可靠内防腐的钢、铝产品，可根据处理工 艺的可靠性适当扩大使用范围
通过以上两点内容，综合比较不难得出目，钢
制材质的翅片管散热器和铜复合材质的翅片管散
热器是最好的选择，同时这两款材质的翅片管散热
器是目前市场上最流行的翅片管散热器。
各材质翅片管散热器及特点
铸铁翅片管散热器：热惰性好、机械强度大、
耐腐蚀使用寿命长等优点；外观审美疲劳、笨重、
内腔粘砂容易损坏温控装置。而且生产制造不环
保，国家已经不提倡使用了。钢制翅片管散热器：
存水量大，散热效果比较好，重量轻、喷塑表面美 观、形式丰富多样、强度高；对供热系统有要求（系
统补水量）、如果系统不好容易产生氧腐蚀铜铝复
翅片管散热器材质特点
E1E6K 翅片管散热器 翅片管 换热器空气热交换器翅片管
翅片管散热器的类型有好多种，随着老式翅片
管散热器的逐渐淘汰，新型翅片管散热器的不断问
世，翅片管散热器不管是在材质上还是工艺上都有
了很大的变化和改观。面对这么多的不同材质的翅 片管散热器作为装修户该如何去选择。
重量轻，但易氧化腐蚀漏水。
不同材质翅片管散热器水质要求
1. 壁 厚 § =1.2~1.5mm 钢 制 散 热 器 ：
PH=10~2;O2≤0.1mg/l
2.铜管（挤压扎制拉伸紫铜管 ）产品： PH=7~8.5;CL-、SO42-≤100mg/l
3.铝制产品：PH=5~8.5;CL-、SO42-≤100mg/l
合翅片管散热器：耐腐蚀，散热量大，散热速度快，
比钢制的更轻、更美观，比较高。铝合金翅片管散 热器：传热能力强，耐酸、耐氧化，但易发生碱性
翅片管的用途
翅片管的用途一、介绍翅片管的概念和结构翅片管是一种由内外两根金属管组成的复合管，中间夹着许多平行排列的金属翅片。
它的主要特点是能够增加传热面积，提高传热效率。
翅片管通常由铜、铝、不锈钢等材料制成，适用于各种工业领域。
二、工业领域中的使用1. 空调和制冷设备在空调和制冷设备中，翅片管被广泛应用于蒸发器和冷凝器中。
它们可以提高传热效率并降低能耗。
此外，这些设备通常需要在有限空间内进行设计，并且需要具有良好的耐腐蚀性能和高强度。
因此，铜和铝合金是最常见的材料选择。
2. 发电厂发电厂通常使用锅炉来产生蒸汽以驱动涡轮机发电。
在锅炉中，水被加热并转化为蒸汽，然后通过一个或多个换热器来回收余热。
这些换热器包括空气预加热器、烟气余热锅炉和废气余热锅炉。
在这些换热器中，使用了大量的翅片管来增加传热面积，提高换热效率。
3. 化工在化学工业中，需要进行许多高温和高压的反应。
这些反应通常需要通过换热器来控制温度。
在这种情况下，使用具有高耐蚀性的不锈钢材料制成的翅片管非常适合。
4. 石油和天然气在油田和天然气开采中，需要将油或气从地下提取到地面并进行处理。
在处理过程中，需要使用许多换热器来控制温度。
这些换热器通常使用具有良好耐腐蚀性能的材料制成的翅片管。
5. 电子行业在电子行业中，需要对电子元件进行冷却以避免过度加热。
为了实现这一目标，可以使用铜或铝制成的小型散热器，其中包括许多小型的、紧密排列的金属鳍片。
三、总结综上所述，翅片管是一种被广泛应用于各种工业领域的换热器材料。
它们能够提高传热效率并降低能耗，是许多工业过程中不可或缺的一部分。
在不同的应用领域，需要选择适合的材料和结构来满足不同的需求。
3种平直翅片的散热能力分析与比较
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｏ ｆ ｌ Ｉ ｅ ａ ｔ ｄ ｉ ｓ ｓ ｉ ｐ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｇ ｈ ｔ ｉｎ ｆ ｓ
ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｋｕ ｎ ｍｉ ｎ ｇ ６ ５ ０ ０ ９ ３， Ｙｕ ｎ ｎ ａ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｏ ｎ ｅ — ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ． ｈ ｅ ａ ｔ — ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ，ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｎｓ ｗｅ ｒ ｅ ｄｅ ｄ ｕｃ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｉ ｎ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｏ ｆ ｒ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｇ ｕ ｌ ａ ｒ，ｔ ｒ ｉ ａ ｎｇ ｕｌ ａ ｒ ，ｐａ ｒ ａ ｂ ｏ ｌ ｉ ｃ ．Ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂａ ｃ ｋ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎｄ， ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｐａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｉｎ ｆ ｓ ｗａ ｓ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｕｄ ｉ ｅ ｄ．Ｔｈ ｅ ｉ ｎｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈａ ｔ ｉ ｎ ｆ ｕ ｌ ｌ ｕｓ ｅ ｏ ｆ ａ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ｕ ｎｉ ｔ
外翅片铸铁管在低温空冷器中的应用探讨
一
ｌ Ｏ℃以下工作的， 利用低温空气冷却温度较高的
力来保证的． 由于翅片和基管的材料不 同， 其膨胀系 数也不 同， 铝翅片的热膨胀性大于钢管 的热膨胀性 ． 因此 ， 随着管壁温度的变化 ， ２ 在 种金属的结合面上 会产生“ 松弛” 现象 ， 使得钢管和铝翅 片之间的接触 压力逐渐减少． ２种金属在结合面上脱离接触时 ， 当 就出现了间隙 ， 造成传热过程 中的间隙热阻＿ ． ｌ 该文 Ｊ 所研 究 的 低 温 空 冷 器 基 本 上 是 在 环 境 温 度 为
关键词 ： 外翅片铸铁 管 ； 隙热阻 ； 间 低温空冷器 中图分类号 ： ６ 文献标识码 ： 文章编号 ：０ ６—７ ４ （０ ６ ０ ＴＢ Ａ １０ ０ ３２ ０ ）２—０ ０ —０ ２８ ４
Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｔｉ ｏ ｉ ｅ ｆ ｎ ｅ ｕ ｅ ｏ ｐｌｃ ｔｏ ｆｃ ｓ ｒ ｎ ｓ ｄ — ｉ ｎ ｄ ｔ ｂ ｓ ｔ
外翅 片铸 铁 管在 温 空 器 中 的应 用 探讨 低 冷
宁 德亮， 圃 ， 建阁 刘
１０ ０ ） ５ ０ １ （ 尔滨 工程 大学 核 科学与技术 学院，黑龙 江 哈 尔滨 哈
摘 要： 为消除间隙热阻对传热造成的不利影响， 采用 自行设计的外翅片铸铁管制成空气冷却器， 在较低温度下进
ｔｒ ａｉｅ ． ｅ ｎ ｔｖ ｓ
Ｋｅｗｏ ｄ ：ａｔｉ ｎ ｓｄ —ｉｎ ｄ ｔ ｂ ；ｇ ｐ ｒｓｓａ ｃ ；ｌｗ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｉ ｏ ｌｒ ｙ ｒ ｓ ｃｓ ｒ ｉｅｆ ｅ ｕ ｅ ａ ｅｉｔｎ ｅ ｏ ｔｍ ｅ ａｕ ｅａｒｃ ｏｅ ｏ ｎ
般 的空冷器广泛 采用的是张力缠绕 式翅 片 管， 翅ｅ ｅａ ｓ ｌ ｎ ｔｓ ａ ｅ ｉ ａ ｃ ，ｈ ｓａｈ ｇ ｅ ｅ ｔ ｒｎ ｆｒｃ ｆｉｉｎ ，ａ ｄ ｉ ｌｗｅ ｏ ｔｔａ ｔ ｅ １ ｏ ｌｒｂ ｃ ｕ ｉ ｅｉ ａｅ ｐｒ ｓ ｔｎ ｅ ａ ｉｈ ｒｈ ａ ａ ｓｅ ｏ ｆｃ ｔ ｎ ｅ ｔ ｍｉ ｇ ｓ ｔ ｅ ｅ ｓ ｏ ｒｃ ｓ ｈ ｎｏ ｈ ｒａ．
家用空调换热器翅片片型性能对比研究与应用
家用空调换热器翅片片型性能对比研究与应用文章主要介绍了家用空调换热器翅片相似片型的性能对比研究与应用，对平片型、波纹片型的换热能力，化霜、外观等进行对比研究，论证了波纹片型整体优于平片型翅片，新机型优先选用波纹片型翅片。
标签：翅片；片型；换热能力；换热器随着国家空调能效等级的提高，空调行业的快速发展，各种新机型如雨后春笋般大量涌现，提高换热器的换热能力是必然的发展趋势。
所以换热器新机型的开发需要提高换热能力，现在研究换热器翅片片型对换热能力的影响，采用换热能力强的片型。
1 现状调查翅片的作用是強化两器组件空气测的热交换效率，提高两器换热能力。
平片片型具有风阻较小，但换热性能相对于波纹片要差，结霜周期较长，化霜效果较好等特点；波纹片片型风阻大于平片，低片距时化霜效果较好，折弯抗倒伏能力好。
2 对比研究与应用拟对翅片平片与波纹片片型进行外观、性能等方面的对比研究。
外观对比：波纹片实际换热面积比平片增加5%。
性能对比：根据压焓p-h图分析，由于波纹片实际换热面积大于平片，导致换热器整体换热面积加大，可适当增大吸气过热度，焓差值加大，即制冷量加大。
原采用平片的共用机型中，不同冷量段及不同能效等级都选出两款主力机型：3P柜机、2P柜式机型、1.5P挂壁，安排换热性能及化霜试验的验证：按定频、变频、挂壁、柜机试制样机，在制冷制热能效、化霜等方面进行平片与波纹片的比较验证。
3 结束语在系统没有其它更改的情况下，直接更换冷凝器片型，不考虑生产导致的两台外机差导的情况下，波纹片外机所测各项试验结果比平片的结果都要好。
并且与前期压焓图分析，外机更换波纹片后，换热面积加大，产品能力（制冷、制热）不会减少的情况基本相符，能效的计算结果，包括制热HSPF都高于平片外机。
后续新机型外机统一优先采用波纹片片型，满足新能效。
参考文献[1]杨世铭，陶文铨，等.传热学[M].北京：高等教育出版社，2006：第10章.[2]曹玉章，邱绪光，等.试验传热学[M].北京：国防工业出版社，1998：116-119.[3]王启川.热交换器设计[M].台北：五南图书出版公司，2001：320-345.[4]吴志刚，丁国良，刘建，高屹峰，等.铜翅片换热器开发应用的分析[DB/OL].。
不同表面特性翅片对空气源热泵机组性能影响研究
数码相机拍摄机组整体运行情况瞬态图像。 测试仪器具体参数见表 2。
表 2 测试仪器参数
仪器名称 温度计 湿度计 压力计
功率表
电子天平 数码相机
测量精度 A
±1.7%RH ±0.25%
±0.1%
±5g
量程
-20~55°C
0~100%RH 0~1MPa,0~4MPa
15~600V 0.5~20A 0.5~100KHZ 0~30kg
型号 CHINO PT100 VAISALA HMT100 JYB-KO-PAG
YOKOGAWA WT-230
G&G TC-30KA DSC-T300
3 测试结果与分析 实验在低温高湿工况进行，实验期间人
工环境室的干球温度基本维持在 0℃，相对 湿度在 95%左右。A 机组实验时长 300min， 共计 16 个结除霜循环；B 机组实验时长 315min，共计 15 个结除霜循环。
尽管以上学者对不同浸润性表面的结 除霜、排水与存水性能、蒸干过程等有较为 深入的研究，目前尚缺乏对机组运行过程的 对比研究。本文通过在人工环境室搭建实验 台，分别对普通表面和亲水表面室外换热器 的两台空气源热泵机组的结除霜特性、排水 性能及机组运行情况进行了研究。
2 实验条件与实验设备
2.1 实验条件
机组 A B
翅片浸润性 普通 亲水
接触角() 65 5
表 1 A、B 机组参数
翅片间距(mm)
换热面积(m2)
1.5
161.1
2
157.8
额定制热量(kW) 60 60
制冷剂 R22 R22
688 mm
102mm
A 机组 图 1 A、B 机组换热器尺寸对比
空调用空气换热器翅片形式的选择
表2各种翅片在迎面风速Vy＝2.5m/s时的性能参数对比
对于其它的翅片类型（波纹形翅片、条缝形翅片、百叶窗翅片），采用小管径，同样可以减小管排的拖曳作用，从而增大管外换热系数；并能够减小压降损失。如：对百叶窗翅片，当迎面风速Vfr<1.5m／s时，采用小管径的多排管结构有利于提高换热器的换热性能，并能够减小10%的压降损失。
3.湿工况下翅片换热器的性能变化对湿工况下空气侧传热系数的报道一直存在争议。
表1各种翅片形式
弧形百叶窗翅片的最优，其次为矩形百叶窗型、皱纹板型、波纹板型。究其原因为，光直翅片中，连续稳定的粘性层流层妨碍了流体与翅片的换热；波纹翅片破坏了连续稳定的粘性层流层，所以换热系数增大了；而开缝式翅片，不仅破坏了连续稳定的粘性层流层，而且大大增加了流道中的紊流度，从而使换热系数进一步增大。方形百叶窗和弧形百叶窗均是在翅片上开翻边槽，以此强化气流扰动，增强换热。弧形百叶窗型翅片的开槽是沿着铜管外壁进行的，这样的好处是气流可以在百叶窗型翻边的诱导下更大面积的冲刷到管后部，即减小铜管后部的尾流区域，强化换热。
2000年，Wang以两种百叶窗形翅片在湿工况下的换热性能为研究对象进行了分析。实验结果表明：在湿工况的条件下，换热特性对翅片间距和管排数的变化不太敏感，结果与干工况下的特性十分接近。然而与换热特性不同的是，翅片间距的变化对摩擦特性有显著的影响，对于翅距=1.2mm的换热器比翅距=2.5mm的换热器摩擦因子大30%～50%；另外，管排间距越大，越有利于凝结水的排放，从而使换热器的压降损失降低。
家用空调换热器翅片片型性能对比研究与应用
… 杨 世铭 ， 陶 文铨 ， 等． 传热学【 Ｍ］ ． 北京： 高等教 育 出版 社 ， ２ ０ ０ ６ ： 第１ Ｏ
章．
【 ２ 】 曹 玉章 ， 邱绪光 ， 等． 试 验 传 热 学［ Ｍ ］ ． 北京： 国防 工 业 出版 社 ， １ ９ ９ ８ ： １ ６—１ １ ９． 翅片的作用是强化两器组件空气测 的热交换效率 ， 提高两器换 １ 热能力 。 平片片型具有风阻较小 ， 但换热性能相对于波纹片要差 ， 结 【 ３ 】 王启川． 热 交换 器 设 计 【 Ｍ］ ． 台北 ： 五 南 图 书 出版 公 司 ， ２ ０ ０ １ ： ３ ２ ０ — ４ ５． 霜周 期 较长 ， 化 霜 效果 较 好 等 特 点 ； 波纹 片 片 型 风 阻大 于 平 片 ， 低 片 ３ 距 时化 霜效 果 较好 ， 折弯 抗 倒伏 能 力好 。 ［ ４ 】 吴志刚 ， 丁 国 良， 刘建 ， 高屹峰 ， 等． 铜 翅 片 换 热 器 开发 应 用 的分 析
机型
… ． ．
片型
…
ｉ 则 试项 目 能力
… …
— —
能力率 功率 堕 兰—— 三 一 功率率 ！墨 能效 ！ ！ 比 ！
（篙） （Ｗ） （＊） （Ｗ ， Ｗ）
ｒ Ｂ Ｉ 一 一 一 ，，一 一
． ｌ
（Ｗ）
●．．．Ｊ＝．． —畸
化霜 ： （ １ ） 平片外机 ： 工 况 稳定 后 运 行 ２个 完 整 的 化 霜 周 期 ， 周 期 时 间长 ７ １ 分钟 ， 化霜时间 １ ０分 钟 ， 外 机换 热器 结 霜 厚 而 不均 匀 ， 中部 有 两根 Ｕ管 结霜 较 薄 ， 化霜干净 ， 底盘排水顺畅 ， 除霜 周 期 中 ， 室 内侧 出风 １ ２ １ 中 部 的送 风 温 度未 低 于 １ ８ ￣ Ｃ， 除霜 期 间 ， 压 缩 机 无 异 常 现象 ， 整机 运 行 正 常 。 （ ２ ） 波纹 片 ： 工 况 稳 定 后运 行 ３个 完 整 的化 霜周期 ， 周期 时间长 ６ ６分钟 ， 化霜时间 １ ０ 分钟 ， 外机换热器结霜很 厚且均匀 ， 化霜干净 ， 底 盘排 水 顺 畅 ， 除 霜周 期 中 ， 室 内侧 出风 口 中 部的送风温度未低于 １ ８ ￣ Ｃ， 除霜期间 ， 压缩机无异常现象， 整机运行 正 常 。整 个结 霜 周期 和化 霜 周期 与 平 片基 本 相 同 。 表 １平 片 与 波纹 片焓 差测 试 对 比数 据
翅化比
翅化比，翅片效率和翅片参数选择2010-04-21 20:45:34 来源：热泵热水器技术网浏览：193次（1）翅片管和翅片结构的标注方法首先，用CPG 代表翅片管（CHIPIAN GUAN）的缩写，翅片管的结构特性，材质，及加工方法可用下面的系列数字或符号表示：CPG ( φDb×δ/ Df / P / T –X /Y –A )其中：CPG ：翅片管；φDb×δ ：基管外径和厚度；Df : 翅片外径，mm ; P : 翅片节距，mm ;T : 翅片厚度，mm ; X：基管材质；Y : 翅片材质；其中：Fe : 铁；Al : 铝；C u : 铜A : 加工方法：I ：高频焊（不标出即默认）；其它待定。
见下图之标示。
例如：CPG ( φ32×3.5 / 64 / 8 / 1 –Fe / Fe ) 说明该翅片管的基管外径为32mm,壁厚为3.5mm,翅片外径为64mm,(即翅片高度为16mm),翅片节距为8mm，翅片厚度为1mm，基管和翅片皆为碳钢，为高频焊管。
此外，有时需要单独对翅片本身的结构参数进行标注，标注方法如下所示：CP( Db / Df / P / T –Y )各符号所代表的意义与翅片管的表示方法相同。
举例如下：例如：CP (32 / 62 / 8 / 1 –Fe) 说明该翅片的基管外径为32mm，翅片外径为62m m（翅片高度为15mm），翅片节距为8mm，翅片厚度为1mm，材质为碳钢。
（2）翅化比翅化比是指光管表面（基管表面）在加装翅片以后表面积扩大的倍数，可用“β”来表示，即β = （原光管外表面积）/ （翅片管总的外表面积）计算举例：有一翅片管，CPG (φ25×2.5 / 50 / 4 / 1 –Fe/Fe), 试计算其翅化比1 米管长的翅片数目n= 1000 / 4 =2501米管长的翅片面积Af = 250 × [π/4 {(Df2-Db 2) ×2+π×Df×Y} =0.775 m21 米管长上的裸管面积，即翅片之间的光管面积Ao = π×Db×1×(P-T)/P = 3.1416 ×0.025 ×1×3/4=0.0589 m21米管长上的光管面积Ab =3.1416×0.025= 0.0785 m2翅化比β = (Af+AO)/Ab= (0.775 +0.0589)/ 0.0785 = 10.62即加翅片后的传热面积为原光管面积的10.62 倍。
翅片管特点
翅片管特点
翅片管是一种耐磨、耐腐蚀、耐高压的传热元件，具有以下特点：
1. 传热效率高：翅片管的主要作用是提高换热效率，通过在
换热管表面加装翅片，使传热面积比之前高出几倍甚至几十倍。
根据用户的实际需求，翅片管可以焊接在基管上，提高散热器的换热系
数，从而提高整个散热器的散热效率。
2. 使用寿命长：翅片管的原材料种类繁多，包括不锈钢、碳
钢、钛铜合金等，这些材料都具有很强的耐腐蚀性能，可以满足工业生产的需求。
此外，翅片管的使用寿命长，可广泛应用于石油化工、温室大棚、锅炉、工业、废气回收等领域中。
3. 耐温性能良好：翅片管的耐温性能取决于翅片和管子间的
接触热阻，而接触热阻关键在于两者之间的接触压力。
不同类型的翅片管在温度变化时，其接触压力和热阻会有所不同。
例如，绕片式的翅片张力随气温的提升而快速降低，因此接触热阻便快速提升；而双金属轧片式则能在比较大的温度范围内相对稳定。
4. 耐大气腐蚀能力强：翅片管的基管由翅片保护，以抵挡大
气腐蚀。
各种类型的翅片管因为保护的范围不一样，耐大气腐蚀的能力也就不一样。
5. 清洗方便：翅片管的气体侧的污垢清洗通常选用压缩空
气、水蒸气或高压水等方法。
空气冷却器及其强化传热翅片管型
高， 适用 于低 翅片 管 （ 螺纹 管 ） 即 。焊 接翅 片可 将 不 同材料 的翅 片 和管 焊接在 一起 ， 造简 易 ， 焊 制 但 缝 中的残 渣 不 利 于传 热 ， 须保 证 焊 接 质 量 。高 必
高 度 的翅 片 ， 解决 了多 品种 、 规格翅 片管 的制造 多
问题 ； 双层 管结 构有 利于 针对管 、 两侧 流体 的不 壳 同化学 特性 选择 不 同的材 料 与之 相 匹配 ， 别适 特
第３ 械
５５ ５
３ 翅 片 管 的 加 工 工 艺
轧片式 主要 有 Ｄ Ｒ型 双 金 属 轧 制 翅 片管 ， 通 常选择 强度 好 的铜管 作为 内衬 管 ， 外 套入 高 塑 管 性 的 铝 管 ，经轧 制 后 使两 层 管连 成一 体 ， 在 外 并
的一 种工 艺 。
用 于化 工行 业 高腐 蚀 性 流 体及 湿 式 空 冷 器 ， 使用 寿 命长 ， 传热 效率 高 ； 管轧 制过程 的连 续性 以及一
次 加 工成形 和无 屑加 工 的特点 大大提 高 了劳动 生
产 率 ， 低 了制造 成本 。 降
４ 三 维 翅 片 管
机械 连接 翅片 主要 有绕 片式 、 镶嵌 式 、 片式 套 及 轧 片式 等 。
水雾 的存 在可使 空 冷器入 口空气 温度 接近 环境湿
较低 的影 响 ， 冷 器一 般 均 采 用扩 展 表 面 的翅 片 空
中国石油大学（ 东 ） 华 自主创 新 科 研 计 划 项 目资 助 （ ７ １ ０ ０ ４ 。 ２ Ｒ ２ ４ ２ Ａ） 曲 燕 ， ，９ ０年 １ 生 ， 教 授 。 山东 省青 岛市 ， ６ ５ 。 女 １８ 月 副 ２ ５ ５ ６
用 水大 幅增加 造 成 供水 不 足 、 免 由于冷 却 设 备 避 泄 漏造 成对水 体 的污染 ， 出于节能 和环保 的考 虑 ，
不同翅片形式管翅式换热器流动换热性能比较
不同翅片形式管翅式换热器流动换热性能比较摘要：随着制冷空调行业的发展,人们已经把注意力集中在高效、节能节材的紧凑式换热器的开发上,而翅片管式换热器正是制冷、空调领域中所广泛采用的一种换热器形式。
对于它的研究不仅有利于提高换热器的换热效率及其整体性能,而且对改进翅片换热器的设计型式,推出更加节能、节材的紧凑式换热器有着重要的指导意义。
由于翅片管式换热器在翅片结构形式和几何尺寸的不同,造成其换热性能和阻力性能上的极大差异。
本文概述目前国内外空调制冷行业中的普遍采用的几种不同翅片类型（平直翅片、波纹翅片、开缝翅片、百叶窗形翅片）的换热及压降实验关联式及其影响因素，对不同翅片形式的管翅式换热器的换热及压降特性的实验关联式进行总结，并对不同翅片的流动换热性能进行了比较。
正确地选用实验关联式及性能指标，将对翅片管式换热器的优化设计及其制造提供可靠的依据。
关键词：翅片形式；管翅式；换热器；关联式；流动换热性能Study on heat transfer and flow characteristics of fin-and-tube heat exchangers with various fin typesAbstract：With the development of refrigeration and air conditioning, high efficiency, energy saving and material saving compact type of heat exchanger is development, as one kind of compact heat exchanger, fin-and-tube heat exchanger has a wide application in future. It is necessary to develop compact heat exchanger which is more energy saving and material saving to improve the heat exchanger thermal efficiency and the overall performance of heat transfer.This paper summaries the heat transfer and pressure drop correlations of different fin surfaces, and the corresponding influencing factors. The heat transfer and friction characteristic of these kinds of fin types are compared, and the results show the difference of these fin types. The appropriate correlation and evaluation criterion will provide reliable foundation to the design and optimization of compact heat exchangers.Key words：Fin-and-tube heat exchanger; Heat transfer and flow characteristics; Experimental correlations; Comparison目录1 绪论 (2)1.1课题背景及研究意义 (3)1.2管翅式换热器简介 (3)1.3管翅式换热器的特点 (4)1.4 管翅式换热器的换热过程 (4)1.5研究现状 (5)1.5.1国外实验及模拟研究进展 (5)1.5.2国内研究现状和数值模拟 (6)1.5.3管翅式换热器及发展趋势 (8)1.6 管翅式换热器的不同形式的翅片研究现状 (9)2影响翅片换热和压降性能的主要结构因素 (11)2.1翅片间距对换热特性和压降特性的影响 (12)2.2管排数对换热特性和压降特性的影响 (12)2.3管径对换热特性和压降特性的影响 (13)2.4管间距对换热特性和压降特性的影响 (13)3．不同翅片经验关系式总结及比较 (14)3.1 平直翅片经验关系式的总结 (14)3.2 波纹翅片经验关系式的总结 (18)3.3 百叶窗翅片经验关系式的总结 (23)3.4 开缝翅片经验关系式的总结 (26)4．四种翅片经验关系式比较 (31)结论 (38)参考文献 (40)致谢 (44)1绪论1.1课题背景及研究意义换热器是国民生产中的重要设备，其应用遍及动力、冶金、化工、炼油、建筑、机械制造、食品、医药及航空等各工业部门。
空冷器翅片管类型
空冷器翅片管类型如下：
1.L型翅片管。
L型翅片管由无缝钢管制成，在钢管表面直接轧制出翅片。
2.LL型翅片管。
LL型翅片管通常采用低肋管，适用于干式冷却。
3.G型翅片管。
G型翅片管通常采用高频焊接方法，适用于干式冷却。
4.KL滚花型翅片管。
KL滚花型翅片管通常采用机械加工方法，适用于干式
冷却。
5.DR型双金属轧制翅片管。
DR型双金属轧制翅片管通常采用双金属轧制
方法，适用于湿式冷却。
6.TR椭圆圆管绕片管。
TR椭圆圆管绕片管通常采用椭圆圆管绕片方法，适
用于干式冷却。
7.TC型椭圆管套矩形片翅片管。
TC型椭圆管套矩形片翅片管通常采用椭圆
管套矩形片方法，适用于干式冷却。
8.T60型板翅片翅片管。
T60型板翅片翅片管通常采用板翅片方法，适用于
干式冷却。
内部带有纵向呈波浪状的翅的三种不同翅片管的传热与压降的计算分解析
内部带有纵向呈波浪状的翅的三种不同翅片管的传热与压降的计算分析文摘在雷诺数Re=904——4,520之间，对带有三种不同类型的内部纵向翅片模型的管的湍流压降传热特性的数值研究。
通过获得的通道速度，温度，湍流领域来辨别强化传热的机理。
计算结果表明，沿着流向位置，稳定和空间周期性增长和横断面涡产生在管或翅墙附近。
伴随着回流区附近传热的增强，管或翅片表面的热边界层从而周期性的中断。
在波浪状的通道内整体传热系数高于在一个平滑翅片通道内的，然而伴随着较大的压降缺陷。
在相同的波纹，中断的波纹翅片管可以提高72—90%传热，同时伴随增加2—4倍以上的压降缺陷。
在所研究的翅片中，正弦波纹翅片具有最佳的综合性能。
符号列表A 波纹的振幅（m） Af 传热表面积（m2）cp 比热（J kg-1 K-1） Di 外管的内径（m）Do 外管的外径（m） de 水力直径（m）di 核心管的内径（m） do 核心管的外径（m）f 达西摩擦系数（-） h 平均传热系数（W m-2 K-1）j 科尔伯恩因子（=Nu/Re Pr1/3） k 湍流动能（m2 s-2）Ｌ管长（m） l 波浪翅距（m）ld 中断波浪翅距（m） l f 外展波纹翅片长度（m）N 波浪数（-） Nu 平均努赛尔数（=hd/λ）P＊压力梯度（Pa m-1） Pr 普朗特数（=µcp/λ）Re 雷诺数（-） Tin 进口空气温度（K）Tinner 外管内壁温度（K） Tout 出口空气温度（K）T outer外管外壁温度（K） T w壁温（K）u 流速（m s-1） u m平均进口速度（m s-1）x，y，z 直角坐标（-）希腊符号δf 翅片厚度（m）Ф传热速率（W）△p 一个周期波距内压降（Pa）△P管进出口之间的压降（Pa）△T温差（K）ε湍流能量耗散率（m2 s-3）λ导热系数（W m-1 K-1）μ动力粘度（kg m-1 s-1）ρ密度（kg m-3）θ按体积计算的温比(-上标＊量纲′ 波动P 平面翅片管1 介绍在许多工程领域内部有翅片的表面被广泛地用来强化传热。
翅片式管翅式换热器流动换热性能比较研究
翅片式管翅式换热器流动换热性能比较研究首先，翅片式换热器的传热面积远大于传统的管状换热器。
传统的管
状换热器只有内外两层传热面，而翅片式换热器则在管道壁面上设计了大
量翅片，增加了传热面积。
这样可以充分利用给定空间，提高换热效果。
其次，翅片式管翅式换热器的对流传热系数较高。
翅片的存在使得工
质流体与管道壁面之间形成了多个小通道，增加了流体的接触面积。
此外，翅片的翅高和翅距也会影响到流动换热性能。
在相同的情况下，翅片的翅
高越高，翅距越小，则流经换热器的流体与翅片的接触越充分，对流传热
系数也越高。
另外，翅片式管翅式换热器的压力损失较大。
由于翅片的存在，工质
流体在流经换热器时需要通过多个小通道，使流体的流动阻力增大，从而
导致压力损失的增加。
因此，在选择换热器时需要综合考虑换热效率和压
力损失，做出适当的权衡。
最后，翅片式换热器的清洗和维护较为困难。
由于翅片的存在，工质
流体与翅片之间形成了多个小通道，使清洗和维护工作变得复杂。
在清洗
过程中，需要采用特殊的清洗液和清洗方法，以保证翅片的清洁度和换热
器的使用效果。
综上所述，翅片式管翅式换热器相比传统的管状换热器具有更高的传
热面积和对流传热系数，能够提高换热效率。
然而，它也存在压力损失大
和维护困难等缺点。
当选择使用翅片式换热器时，应该根据具体的应用场
景综合考虑各种因素，以实现最佳的流动换热性能。
空气冷却器翅片管强化传热新途径
当 代 化 工 Contemporary Chemical Industry
Vol. 33 ,No. 2 April ,2004
空气冷却器翅片管强化传热新途径Ξ
丁文斌 , 陈保东 , 庞 铭
(辽宁石油化工大学 机械工程学院 , 辽宁 抚顺 113001)
摘 要 : 对空气冷却器翅片管强化传热新途径作了阐述 ,介绍了各种新型翅片管的结构形 式 、制造工艺和传热性能 。同时 ,将具有代表性的新型翅片管的传热和摩擦阻力性能与传统的平直 翅片管进行了比较 ,给出了相应的传热系数曲线 、流动阻力系数曲线和实验公式 。研究表明 ,空气 冷却器翅片管经过强化传热改造后 ,传热效果显著提高 。指出在制造和选择新型空气冷却器翅片 管时 ,需要考虑综合因素 。 关 键 词 : 空气冷却器 ; 翅片管 ; 强化传热 中图分类号 : TQ 051. 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1671 0460 (2004) 02 0112 04
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 。 2. 1 新型翅片管的制造工艺形式
椭圆管式翅片管是采用椭圆形钢管 ,套以矩
形翅片或椭圆形翅片 ,或者缠绕带状钢翅片 ,再经
表面热镀锌处理 。
(7) 椭圆翅片式
椭圆翅片式翅片管是采用圆形钢管 ,套以椭 圆形翅片 ,再经表面热镀锌处理[3] 。
2. 2 新型翅片管的传热性能比较
空冷器的基本传热公式为 :