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随着公路事业的迅猛发展,沥青路面的里程日益增加,沥青用量越来越大,因此沥青加热的问题 成为筑路部门的重要课题。近几年来,随着新技术、新工艺的广泛应用,一种新型加热管材――翅片管 越来越多的出现在沥青加热设备,翅片管的应用不仅可以大大提高加热效率,而且可以降底加热设备 投资成本。
  1 翅片管的优点及材料
  翅片管由于在管外表面上设翅片而得名。它传热面积比光管可增大2~10倍,传热系数比光管可 提高1~2倍。由于传热能力的增强和单位面积的传热面加大,故与光管比完成同一热负荷可用较少管 数,使设备结构紧凑并使金属消耗量减少。因为翅片的材料可与基管不同,使材料的选择与利用就更加合理。翅片材料根据使用环境和制造 工艺来确定,有碳钢、不锈钢、铝及铝合金、钢及钢合金等。
  另外,采用翅片管使介质与壁面的平均温差降低,减少结垢,并且在翅片的涨缩作用下,已形成 的硬垢会自行脱落。

  2 翅片管的分类
  翅片按其在管子上排列方式,可分纵向和横向(径向)两大类。其他类型都是这两类的变形,例 如大螺旋角翅片管(接近纵向),而螺纹管(接近横向)等。可根据流体的流动方向及换热特点来选 择。翅片管因制造方法不同而使其在传热性能、机械性能等方面有一定的差异。按制造方法分为整体 翅片、焊接翅片和机械连接翅片等。整体翅片由铸造、机械加工或轧制而成,翅片与管子一体,无接 触热阻,强度高。但要求翅片与管子用同样材料。焊接翅片用钎焊或氩弧焊等工艺制造,可使用与管 子不一样的 材料。由于它的制造简易、经济且具有较好的传热和机械性能,故广为应用。它的主要问 题是焊接工艺质量。机械连接翅片管有绕片式、镶片式及双金属轧片式等。

  3 几种常见翅片管的性能评定
  比较几种翅片管的传热性能,绕片式最差,主要是接触热阻的存在,特别是在运行时,绕片式的 翅片张力随温度的增加而迅速下降,使接触热阻也迅速增加。焊接式传热性能最好。套片式性能次之, 因为翅片紧套于管表面上后再加以表面热镀锌。双金属轧片传热性能类似于镶片式,因为它是在套装 后再轧出翅片。
  表1列出了常用的5种翅片管的性能评定,其中以”1”为最佳 ,“5”为最差。使用中以L型绕片管为最基本型式,只有在对各项性能要求都较高情 况下才选用套片管,因为它的价格较高。

  4 翅片管的几何尺寸及部分国产翅片管的特性参数
  翅片管的管子常为圆形。为强化传热,应选用椭圆管。椭圆管的管外对流换热系数比光管约可提高25%,而空气阻力约可降低15%~25%。翅片管 的基本几何尺寸包括:(1)基管外径和管壁厚。对于镶片管,其壁厚应自沟槽底部计算其内壁。(2)翅片 的高度和厚度。 增加翅高可以使翅片表面积增加,但使翅片传热效率下降,因而使有效表面积(即翅 片表面积乘以传热翅片效率)的增加渐趋缓慢。翅片厚度主要考虑其强度、制造工艺和腐蚀裕量。国 产铝翅片(绕片式、镶片式 )和钢翅片(套片式)一般多选用0.5~1.2mm。(3)翅片距。翅片距的数值会影 响到翅化面积的大小,但对管外对流换热系数的影响极小。翅片距的选择取决于管外介质。国产翅片 管的翅片距常为2-3mm。(4)翅化比。它是指单位长度翅片管翅化表面积与光管外表面之比。翅化比的选择应根据管内,外介质对流换热系数大小而定, 翅化比过大并不能有效地增强传热,反而会使以翅化表面积为基准的传热系数迅速降低。随着翅化比 的增加,单位尺寸的换热面积将增加,但制造费用也增加。(5)管长。国外翅片管管长系列为3,4.5,6, 9m4种。

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