對照實驗驗證模擬結(jié)果的可靠性,針對空氣側(cè)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(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,這對工程設(shè)計具有重要的意義。主要研究內(nèi)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(shù)值模型,主要比較翅片在開孔、帶凸起的窄條等不同結(jié)構(gòu)下翅片間空氣的流場和溫度場的分布特點,同時結(jié)合場協(xié)同原理,分析開縫翅片管換熱器的強(qiáng)化傳熱機(jī)理。2、采用控制變量的方法單獨(dú)研究了入口速度、幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)—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(guī)律,從而為雙向開縫翅片管換熱器的優(yōu)化設(shè)計提供指導(dǎo)。

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(cè)分別設(shè)有管內(nèi)介質(zhì)進(jìn)、出口，換熱器殼體的兩相對側(cè)分別設(shè)有管外介質(zhì)進(jìn)、出口，斜翅片管自管外介質(zhì)進(jìn)口向管外介質(zhì)出口傾斜設(shè)置和/或自管外介質(zhì)出口向管外介質(zhì)進(jìn)口傾斜設(shè)置，管外介質(zhì)的流動方向與管內(nèi)介質(zhì)的流動方向傾斜相交；或者斜翅片管設(shè)為彎折翅片管結(jié)構(gòu)，管外介質(zhì)的流動方向與管內(nèi)介質(zhì)的流動方向部分傾斜相交、部分垂直相交；或者管外介質(zhì)的流動方向與水平面之間以及管內(nèi)介質(zhì)的流動方向與豎直面之間均設(shè)有傾斜角。與現(xiàn)有技術(shù)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(jī)吹掃翅片灰燼的操作維護(hù)，同時結(jié)構(gòu)簡單、能夠延長翅片管使用壽命。

翅片管的優(yōu)點主要是

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

2、結(jié)構(gòu)緊湊：由于單位體積傳熱面積加大，傳熱能力增強(qiáng)，同樣熱負(fù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(dāng)介質(zhì)被加熱時，與光管相比，同樣的熱負(fù)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(zhì)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(jié)垢是有利的。結(jié)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(jié)成均勻的整體垢層，沿翅片和管子表面結(jié)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(shù)或臨界熱流密度變強(qiáng)。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(fù)雜，其造價達(dá)設(shè)備費(fèi)用的50-60％；阻力大，導(dǎo)致動力消耗大。但如造型得當(dāng)，可使動力消耗減少，與傳熱加強(qiáng)的得益相比合算。

高頻焊接翅片管其主要優(yōu)點是：①生產(chǎn)效率強(qiáng)，可連續(xù)纏繞生產(chǎn)；②成本低，它依靠高頻焊接本身的特性——集膚效應(yīng)加熱工件表面，達(dá)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(qū)小，因此設(shè)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(jìn)行熱處理；④焊接牢靠，在設(shè)備配置合理、工藝參數(shù)完善的情況下，可以達(dá)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(yōu)點，因此，它越來越廣泛地應(yīng)用于石油、化工、電力等行業(yè)的新型傳熱元件中，起到強(qiáng)化管外傳熱、提高回收熱效率、節(jié)能降耗的目的。