**講：翅片管的傳熱原理和選用原則

　　翅片管，又叫鰭片管或肋片管，英文名字叫“Fin Tube” 或”Finned Tube”,

　　也有時叫做“Extended Surface Tube”, 即擴展表面管。顧名思義，翅片管就是在

　　原有的管子表面上（不論外表面還是內表面）加工上了很多翅片，使原有的表面

　　得到擴展，而形成一種獨特的傳熱元件。下面展示的是兩張翅片管的照片。

　　為什么要采用翅片管？在原有表面上加工上翅片能起到什么作用？要回答這

　　一問題，還需要從傳熱過程的某些基本原理說起。

　　首先，要介紹一個傳熱學上的定義：固體表面與和它接觸的流體之間的換熱

　　稱為對流換熱。我們*熟悉的對流換熱就是暖氣片外表面和空氣之間的換熱。生

　　活經驗告訴我們：暖氣片面積越大，表面溫度越高（即表面溫度和空氣間的溫差

　　越大），供熱時間越長，則換熱量越大，房間越暖和。這說明對流換熱量和換熱

　　面積成正比，和溫度差成正比，和時間成正比。為了比較不同情況下對流換熱的

　　強弱，我們需定義一個物理量：叫做“換熱系數”。 換熱系數是指單位面積，

　　單位溫差（壁面和流體之間的溫差），單位時間的對流換熱量。其單位是 J / (s.

　　㎡.℃) 或

　　W/(㎡.℃). 對流換熱系數常用符號 h 表示。

　　換熱系數的大小主要取決于下面幾個因素：

　　l 流體的種類和物理性質：例如水和空氣是截然不同的，其換熱系數相

　　差甚大；

　　l 流體在換熱過程中是否發生相變，即是否發生沸騰或凝結。若有相變

　　發生，則其換熱系數將大大提高；

　　l 還和流體的流速和固體表面的形狀有關。等等。

　　對流換熱系數的大小主要是通過實驗研究來確定，下面給出一組常用情況下

　　的

　　數值范圍：

　　l 水蒸汽的凝結： h = W/(㎡* ℃)

　　l 水的沸騰 ： h = ,

　　l 水的對流 ： h = ,

　　l 空氣或煙氣的強制對流： h = 3050 ,

　　l 空氣或煙氣的自然對流： h = 3—5 ,

　　由此可見，不同情況下其換熱系數的差別是非常巨大的。請記住上述換熱系

　　數的數值范圍，這對以后翅片管的理解和選用是大有用處的。

　　下面將討論一個具體的傳熱設備的實例：

　　有一臺用熱水加熱空氣的換熱器，熱水在管內流動，空氣在管外流動。例如

　　采暖用的熱風幕或汽車上的散熱器（radiator ）都屬于這一種傳熱類型， 即熱水

　　的熱量經過管壁傳給管外的冷流體—空氣。由此可見，傳熱過程是與間壁兩側的

　　兩個對流換熱過程緊緊地聯系在一起的。

　　對于上述實例： 管內水側對流換熱系數約為 5000，而管外空氣側的對流換

　　熱系數約為 50， 二者相差 100 倍。由于空氣側的換熱“能力”遠遠低于水側，

　　限制了水側換熱“能力”的發揮，使得空氣側成為傳熱過程的“瓶頸”，限制了

　　傳熱量的增加。為了克服空氣側的“瓶頸”效應，在空氣側外表面加裝翅片將是

　　一個*明智的選擇。加裝了翅片以后，使空氣側原有的傳熱面積得到了極大的擴

　　展，禰補了空氣側換熱系數低的缺點，使傳熱量大大提高，如下面的附圖所示。

　　關于加裝翅片的作用還可以用下面更形象的例子來說明：在一個邊境口岸的

　　出入境處，假定甲方口岸有十個檢驗口，每小時能放行 5000 人，而乙方口岸只

　　有一個檢票口，且辦的很慢，每小時只能放行 50 人。這樣，乙方側就成了旅客

　　通關的瓶頸，使得甲方的“能力” 不能發揮。為了提高通關流量，*有效的辦

　　法就是在乙方側多開幾個檢驗口。這與加裝翅片的原理是一樣的。

　　在了解了翅片管的原理和作用以后，在甚么場合選用翅片管，有下面幾個原

　　則：

　?。?）管子兩