內(nèi)展翅片開發(fā)的基本原理:
一、強化傳熱
強化傳熱的實質(zhì)即為：分析影響傳熱的各種因素，采取某些技術措施以提高設備單位體積的傳熱量，即在金屬耗量和阻力的增加在合理范圍內(nèi)的條件下增加傳熱量。傳熱過程的強化主要集中在對流換熱和輻射換熱領域，其中尤其以對流換熱領域Z為活躍。各種傳熱強化的手段主要依靠增加傳熱系數(shù)K或 kA。強化傳熱的核心問題是先要對傳熱過程進行分析，以確定控制整個傳熱過程的分熱阻（主要熱阻），從而針對這一環(huán)節(jié)進行強化，這樣才能收到Z為顯著的效果。
二、內(nèi)展翅片換熱器的開發(fā)
換熱器在石油、化工、醫(yī)藥、冶金、電力、動力、制冷、熱泵、食品等行業(yè)中占有舉足輕重的地位。隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，對能源的利用、開發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，工業(yè)上的節(jié)能節(jié)水成為企業(yè)發(fā)展大計的一個重要組成部分，因此對換熱器的要求也日益加強。如何增強換熱器的換熱性能，提高傳熱系數(shù)是換熱器改革的主要研究方向。目前廣泛應用的換熱器主要有：列管式、螺旋板式、板式和肋式（外翅）式等幾種。在這些換熱設備中，熱量的高溫流體傳給低溫流體過程中的主要阻力（熱阻）來自于以下幾個方面：兩側介質(zhì)與換熱
三、內(nèi)展翅片開發(fā)的基本原理
管內(nèi)、外壁之間的對流換熱熱阻、管壁本身的換熱以及兩側介質(zhì)的污垢熱阻。一般換熱器都采用金屬薄壁作為換熱面，由于管壁本身的熱阻非常小，強化換熱的潛力不大。這樣強化換熱器的換熱性能主要就是要強化兩側介質(zhì)與換熱管內(nèi)、外壁之間的對流換熱系數(shù)。如果不考慮介質(zhì)污垢系數(shù)，忽略管壁熱阻，這時傳熱系數(shù)可以寫成下列形式：
K=1/(1/a1+1/a2)=( a1 a2)/( a1 + a2)
從上式可以看出K值必定小于a1 和a2的值，而且它比二者中較小的一個還要小。所以在增強傳熱的時侯，必須增大a中較小的一項（即減小Z大熱阻項）才能有效的增大傳熱系數(shù)。在通常使用的工況中，一些換熱介質(zhì)之間的換熱系數(shù)相差較大，特別是氣（汽）—液換熱器中，一般氣（汽）體的對流換熱系數(shù)在10-70W/(m² ℃)之間，而液體（以水為例）一般可以達到4800-8000W/(m² ℃)以上，二者相差上百倍，在常規(guī)換熱器內(nèi)（如列管式、螺旋板式等）換熱壁兩側面積基本相等，這樣就造成換熱面積相等。但兩側熱交換介質(zhì)換熱系數(shù)不同從而導致熱交換不平衡，使總傳熱系數(shù)低，熱交換效果不佳，造成能源的浪費。為了解決這一問題，一般企業(yè)所采用的辦法是加大換熱面積，但是這樣又使得換熱器的體積過于龐大，同時對于換熱系數(shù)大的一側來講也是一種換熱面積的浪費。因些針對這種換熱不平衡的現(xiàn)象，采用翅片管才是理想的選擇。
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，換熱器逐步向著高溫、高壓、大容量的方向發(fā)展，這就給換熱器的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。讓高溫、高壓介質(zhì)走管程和管內(nèi)流動換熱系數(shù)低下的矛盾日益突出，這就迫切要求能有一種強化管內(nèi)換熱的新型換熱器出現(xiàn)。
我公司經(jīng)過幾年的研究和經(jīng)驗，針對氣（汽）體和水換熱的特點，改變了傳統(tǒng)的設計方法，成功的研制了波紋形內(nèi)展翅片式高效節(jié)能換熱器（簡稱內(nèi)展翅片換熱器），從而解決因熱交換介質(zhì)換熱系數(shù)不同而導致的熱交換不平衡問題，提高了總傳熱系數(shù)；減小了設備體積；解決了高溫、高壓介質(zhì)的換熱要求問題；并且大幅度的降低了冷卻水的消耗量；使用戶的運行和維護成本大幅度降低。另一方面，由于我們采用的是縱向翅片，使得高壓液體的阻力大大降低。一般要小于流體在殼側擾流時的阻力降。
四、內(nèi)展翅片換熱管的基本結構
基管：基管采用的是內(nèi)徑為Ф30±0.05的精密換熱管，常用規(guī)格有Ф32、Ф33、Ф34、Ф35等依據(jù)承受壓力的不同而選取不同規(guī)格的換熱管。
芯管：由于換熱翅片向換熱管中心集中，同時由于受高肋翅片肋根效應的影響，在換熱管的中心處形成換熱死區(qū)。芯管即為消除換熱死區(qū)的影響并起支撐翅片的作用，其規(guī)格為Ф13。
翅片：翅化系數(shù)為7.4，由32個沿基管軸向延伸為一整體的翅片與基管內(nèi)表面及芯管外表面形成32個獨立的小的介質(zhì)通道。內(nèi)展翅片換熱管在安裝時存在一定的彈性變形，這使得翅片與基管、芯管總是緊密接觸，以消除熱應力對翅片的影響。
材質(zhì)：以上三部分所用材質(zhì)根據(jù)介質(zhì)要求和壓力要求的不同選用不同材質(zhì)，一般為了減小接觸熱阻各部分采用相同的材質(zhì)，產(chǎn)品主要材質(zhì)有碳鋼、銅、不銹鋼、鈦等。
五、內(nèi)展翅片換熱器的主要特點
1.換熱效率大大提高，節(jié)能、節(jié)水*
由于在換熱管內(nèi)裝有波紋型內(nèi)展翅片，使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較低的一側換熱面積增大（管內(nèi)翅片比高達7.4），增加了總的傳熱系數(shù)，提高了傳熱效率，解決了因兩種流體換熱系數(shù)不同而產(chǎn)生的熱交換不平衡這一基本問題。哈爾濱市經(jīng)濟貿(mào)易委員會節(jié)能技術中心對我公司產(chǎn)品的測試報告表明：“該產(chǎn)品的換熱效率高于光管換熱器32個百分比”，“由于換熱效率大幅提高，該產(chǎn)品的節(jié)水*，節(jié)水率高達87%”。
2.能夠承受高溫高壓，阻力降較低
在內(nèi)展翅片換熱器中，翅片在換熱系數(shù)較低的一側，即讓冷卻水走殼程，高溫高壓的氣體走管程，讓換熱器來承受高溫高壓，可以降低換熱器壓力容器的管理等級和制造成本，同時波紋型翅片縱向置入管內(nèi)，氣體流動阻力相對較小。
3.換熱器體積小、占地面積小
內(nèi)展翅片換熱器通過在換熱管內(nèi)加翅片增加換熱面積，在增強換熱的同時減少光管換熱面積，使得整臺設備體積大大減少，一般相對于常規(guī)換熱器體積要小50%-75%，占地面積一般為常規(guī)換熱器的25%-50%。
4.投資省，回報期短
內(nèi)展翅片換熱器體積小，設備制造所需要的材料少，盡管技術含量較高、工藝和制造復雜，設備總體價格相對于同等處理量。相同材質(zhì)的常規(guī)換熱器要低。由于內(nèi)翅片換熱效率高，且節(jié)能、節(jié)水、節(jié)電*，設備投資回報短。
5.降低用戶的維護成本
我們知道水垢的形成與水的流動情況有很大的關系，一般來講，冷卻水走殼程時，由于水的不斷折流擾動，使得水垢很難形成，相對于冷卻水走管程，冷卻水走殼程時水垢的形成周期要慢2—5個周期，加上讓高壓氣體走管程，由于管程介質(zhì)的高溫高壓，流速較大，污垢系數(shù)較小，這樣就使得換熱器的清洗周期大大加長，使用戶的維護成本降低。
六、內(nèi)展翅片換熱器的主要適宜工況
換熱設備換熱效率的低劣主要取決于換熱器換熱系數(shù)，為了提高換熱效率，必須增強設備的總傳熱系數(shù)。換熱器強化方式主要取決于參與換熱的兩種介質(zhì)的換熱性質(zhì)。我公司生產(chǎn)的內(nèi)展翅片換熱器廣泛地應用于石油、化工、醫(yī)藥、動力、制冷、熱泵、食品等行業(yè)。
內(nèi)展翅片管換熱器主要適用于：
1、各種工藝氣體的冷卻、加熱；
2、各種工藝汽體的冷凝；
3、各種工藝氣體尾氣的回收、冷卻；
4、高（低）粘度液體和水熱交換等工況。
內(nèi)外翅片管換熱器主要適用于氣體和氣體熱交換工況。
