翅片管在沥青加热设备上的应用

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。

表1 常用翅片管的性能评定

　　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。表2列出了部分国产翅片管的特性参数，可供选用时参考。

表2部分国产翅片管的特性参数

　　参考文献
　　1、《热交换器原理与设计(第二版)》
　　2、覃耘等编译.《换热器实用技术问题》煤炭工业出版社