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對照實驗驗證模擬結果的可靠性,針對空氣側的流場和溫度場的特點,分析了影響開縫翅片管傳熱及流阻特能的重要因素,從而提出相應的結構優化方案,這對工程設計具有重要的意義。主要研究內容和所取得的成果如下：1、建立了平直翅片管換熱器流動與傳熱的數值模型,主要比較翅片在開孔、帶凸起的窄條等不同結構下翅片間空氣的流場和溫度場的分布特點,同時結合場協同原理,分析開縫翅片管換熱器的強化傳熱機理。2、采用控制變量的方法單獨研究了入口速度、幾何結構參數—翅片間距、翅片厚度、開縫高度、管間距、翅片厚度等因素對雙向開縫翅片管換熱器傳熱及流阻性能的影響規律,從而為雙向開縫翅片管換熱器的優化設計提供指導。

斜翅片管換熱器，包括換熱器殼體、管板和若干條斜翅片管，管板側分別設有管內介質進、出口，換熱器殼體的兩相對側分別設有管外介質進、出口，斜翅片管自管外介質進口向管外介質出口傾斜設置和/或自管外介質出口向管外介質進口傾斜設置，管外介質的流動方向與管內介質的流動方向傾斜相交；或者斜翅片管設為彎折翅片管結構，管外介質的流動方向與管內介質的流動方向部分傾斜相交、部分垂直相交；或者管外介質的流動方向與水平面之間以及管內介質的流動方向與豎直面之間均設有傾斜角。與現有技術相比，本申請使用后，換熱及防垢效果好，可減少或避免換熱器停機吹掃翅片灰燼的操作維護，同時結構簡單、能夠延長翅片管使用壽命。

翅片管的優點主要是

1、傳熱能力強：與光管相比，傳熱面積可增大2-30倍，傳熱系數可提高1-2倍。

2、結構緊湊：由于單位體積傳熱面積加大，傳熱能力增強，同樣熱負荷下雨光管相比，翅片管換熱器管子少，筒體直徑或高度可減少，因為結構緊湊且便于布置。

3、可以更有效的合理的利用材料：不僅因為結構緊湊實材料用量減少，而且有可能針對傳熱和工藝要求來靈活選用材料，例如不同材料制成的鑲嵌或焊接翅片管等；

4、當介質被加熱時，與光管相比，同樣的熱負荷下的翅片管管壁溫度有所降低，這對減輕金屬面的高溫腐蝕和超溫破壞是有利的。

不管是介質被加熱或者冷卻，傳熱溫差都比光管時小，這對減輕管外表面結垢是有利的。結垢減輕的另一重要原因是翅片管不會像光管那樣沿圓周或軸向結成均勻的整體垢層，沿翅片和管子表面結成的垢片在脹縮的作用下，會在翅片根處斷裂，促使埂垢自行脫落。

5、對于相變換熱，可使換熱系數或臨界熱流密度變強。翅片管的主要缺點是造價高和流阻大。列如空冷器的翅片管由于工藝復雜，其造價達設備費用的50-60％；阻力大，導致動力消耗大。但如造型得當，可使動力消耗減少，與傳熱加強的得益相比合算。

高頻焊接翅片管其主要優點是：①生產效率強，可連續纏繞生產；②成本低，它依靠高頻焊接本身的特性——集膚效應加熱工件表面，達到焊牢的目的，焊接過程中不需添加任何填充金屬材料；③由于高頻電流僅在鋼管淺表面通過，焊接熱影響區小，因此設計計算時，不需考慮由此引起的壁厚附加量；工件焊后也不需要進行熱處理；④焊接牢靠，在設備配置合理、工藝參數完善的情況下，可以達到翅片與鋼管之間焊接牢固，能承受頻繁開、而引起的熱沖擊波動。正因為高頻焊翅片管具有上述優點，因此，它越來越廣泛地應用于石油、化工、電力等行業的新型傳熱元件中，起到強化管外傳熱、提高回收熱效率、節能降耗的目的。