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2翅片管換熱面積計(jì)算方法(以鋼鋁復(fù)合型為例)
原題: 一根翅片管長(zhǎng)1860mm,兩頭各空30mm無翅片,翅片管直徑25mm,純銅翅片管供應(yīng)廠家,底徑厚度0.5mm,管子厚度2mm,片距
翅片管
2.8mm,片厚0.35mm,翅片外徑57,有效片高15.5mm,求一根翅片管的換熱面積是多少?
答:換熱面積的計(jì)算,一般情況下以所有暴露在空氣中的部分累計(jì)相加,可分為三部分,1,基管部分表面積(需要扣除片厚)2,翅片頂端(有效片數(shù)累計(jì)后的表面積)3,翅片正反兩個(gè)面的表面積。這三個(gè)數(shù)字相加就是翅片管的換熱面積。
例:按原題計(jì)算(先計(jì)算單位米的面積)
已知,純銅翅片管生產(chǎn)廠商,片厚0.35,片距2.8,單位有效片數(shù)為357片,則
基管表面積有效長(zhǎng)度為1000-357x0.35=0.875米,得3.14x0.026x0.875=0.071435
翅片頂端表面積為 357x0.35=0.125米,且翅片外徑為57mm.得3.14x0.057x0.125=0.0223725
翅片正反兩個(gè)面的表面積。是大圓面積減去小圓面積乘片數(shù)再乘2,已知直徑分別為0.057和0.026,則半徑為0.0285和0.013,得3.14x(0.0285x0.0285-0.013x0.013)x357x2=1.44214
累計(jì)結(jié)果;1.44214+0.0223725+0.071435=1.536m2/米
有效管長(zhǎng)為1800,得該類型的翅片管換熱面積為2.765平方/支
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翅片管散熱器的種類
散熱器的種類很多,常用的散熱器有鑄鐵散熱器、鋼制散熱器、鋁制散熱器和雙金屬復(fù)合散熱器等。
(1)鑄鐵散熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,耐腐蝕,使用-,造價(jià)低,但承壓能力低,金屬耗量大,安裝運(yùn)輸不方便;
(2)鋼制散熱器金屬耗量小,占地面積小,承壓能力高,但容易腐蝕,使用壽命短;
(3)鋁制、銅(鋼)鋁復(fù)合型散熱器均為輻射型散熱器,具有結(jié)構(gòu)緊湊、、承壓高、重量輕、功能與裝飾效果統(tǒng)一的特點(diǎn),符合建筑節(jié)能的要求。
一般采用明裝,對(duì)房間裝修和衛(wèi)生要求較高時(shí)可以暗裝,但會(huì)影響散熱器的放熱效果,從而不利于節(jié)能。如確需暖氣罩來美化居室,可以將活動(dòng)的百葉窗框罩倒置過來,使百葉翅片朝外斜向,有利于熱空氣順暢上升,提高室內(nèi)溫度。此外,近的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,散熱器表面改變傳統(tǒng)的表面涂銀粉漆的做法,采用其他各種顏色,如淺藍(lán)漆等非金屬涂料,可提高散熱器的輻射換熱比例。
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翅片的形式,到目前為止已出現(xiàn)以下幾種:平直翅片、多孔翅片、鋸齒翅片、波紋翅片、釘狀翅、百葉窗翅片、片條翅片等。常用的有平直翅片、多孔翅片、鋸齒翅片和波紋翅片。
早期研究主要是以實(shí)驗(yàn)為主,但是昂貴的模具費(fèi)用使得這種研究的代價(jià)很大,因此,這種研究往往滯后于商業(yè)生產(chǎn)。隨著計(jì)算技術(shù)的日益發(fā)展,以計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬為研究手段的研究方法發(fā)揮了越來越大的作用,用這種方法能夠在產(chǎn)品定型前進(jìn)行優(yōu)化。
(1)平直翅片
研究發(fā)現(xiàn),純銅翅片管工廠,翅片間距對(duì)傳熱系數(shù)有-的影響,而管排數(shù)對(duì)空氣壓降幾乎沒有什么影響。在研究此問題時(shí)-,邊界層的發(fā)展是制約單排管換熱特性的重要因素。經(jīng)對(duì)板間通道進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)只要翅片間距足夠小,管子后漩渦將被翅片的壁面效應(yīng)所抑制,此時(shí)整個(gè)流場(chǎng)將處于層流狀態(tài)。借助可視化實(shí)驗(yàn)技術(shù),研究發(fā)現(xiàn)翅片間距對(duì)流動(dòng)及傳熱行為的影響趨勢(shì),翅片間距存在強(qiáng)化傳熱的j值。
(2) 波紋翅片及沖縫片
對(duì)波紋翅片通道內(nèi)傳熱機(jī)理進(jìn)行的研究,發(fā)現(xiàn)存在臨界雷諾數(shù)re,管排數(shù)對(duì)傳熱影響趨勢(shì)與平直翅片相反,但變化的量值比平直翅片管束要小的多。
(3) 百葉窗翅片
國外對(duì)百葉窗翅片進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究并得到傳熱與流阻的關(guān)聯(lián)式。對(duì)橢圓管、圓管百葉窗換熱器進(jìn)行的數(shù)值模擬研究,純銅翅片管,結(jié)果表明,管子背風(fēng)側(cè)的換熱惡化,百葉窗的窗片前緣效應(yīng)在強(qiáng)化傳熱中起到重要作用,對(duì)比橢圓管與圓管的總體換熱效果,發(fā)現(xiàn)橢圓管的強(qiáng)化傳熱能力沒有人們以前預(yù)想的好。
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