管式加热炉的对流传热之翅片管和钉头管的外膜传热系数(1)

1、3/3管式加热炉的对流传热翅片管和钉头管的外膜传热系数（1）在加热炉的对流室中，由于管外烟气的膜传热系数比管内介质的膜传热系数小得多，所以起控制作用的热阻在烟气一侧。一般为了提高对流室的传热速率，多在对流室设置或部分设置翅片管或钉头管。就对流管的表面热强度而论，如果都以光管外表面积为基准，光管的表面热强度只有2000028000KJ/（hK）,而翅片管或钉头管则可达到60000120000KJ/（mShK）。翅片管分条形（纵向）翅片和环形（横向）翅片，各种不同形式的翅片和钉头可参考图5-11至图5-14。关于翅片管和钉头管的外膜传热系数的计算。Gardener提出了翅片效率的概念，及各种不同类

2、型的翅片管和钉头管翅片效率的计算方法。于是通过和求光管的外膜传热系数相同的方法就可以得到翅片管或钉头管的外膜传热系数。如以光管外表面为基准，则其关系式如下:式吋虹以比管外占面积为晶朋舸砌片管戴钉生管的件曉传拥系数，kJ/（m-h*K）（龟舁慨或钉头管表画虞传热董数.期川异中*）；儿一斤鶯或钉头管射丘管和分的面积.亦；41-翅片管或幻头管的翅片或灯部分的面轧討：九光管的外观诵稅*用；口翅片敷率°1）睾骼理片暂我面篠悸黯慕敕图5一10翅片效率公式推导说明图一般采用条形翅片的对流管，烟气的流动方向必须与管束平行，以减少流动阻力。所以这种翅片管的表面膜传热系数，可以采用与式（5-13）相似的

3、关系式进行计算，即式中当量直径De和式(5-13)的定义是相同的，只不过在计算自由截面积和传热周边时，必须考虑翅片的具体情况。Af=0.023-她严丹严(:厂(5-20)2) 环形翅片管表面膜传热系数环形翅片管一般多采用圆管和圆形翅片，且烟气流动的方向与管束垂直。对正三角形排列的管束，Briggs通过实验提出了如下准数方程式:检=0.磴.馳严.內严.件严(21式中Db片棍部处管子的直甌m;卷旦匡D-L3利3-同，町知口厂工如叭”烟气的雷诺理数匚脳斗厂牛严；丹旷一然气凶普弋特祚数，2进冬烟代在誠小自曰截面址他质童沆速°悩异；%邨片与翅片间阳冋原"叫I轴片烏，换3) 钉头管表面

4、膜传热系数钉头管一般采用烟气流动方向与管束垂直的方式，因此钉头管表面膜传热系数，可以使用与式(5-17)或(518)相同的关系式进行计算.只不过将式中的D改换为D,即oe厂*3y4L3帚-16.R0*10八旷/(5其中当量直径De和式(5-13)的定义相同。4) 翅片效率Gardner定义翅片效率为翅片单位表面积通过的平均热量与光管单位表面积通过的平均热量之比值，即n=*hNt”-!：）读-耳£牡亿-ijAt一妙成屮冷皆外流体的温芨代;r一甥片屈前菜点孙的胃箜【左为胖外能体汕度砧于骨內施传，孜翅片顶進至抿裁温匮应谱渐下胖：d翅片根制皑度g小-伞闢片的外表面現+翅片背志面離传轴系ft.ld/(n?-h-K).首先，Gardner作了下述假定：(1) 翅片或钉头的传热过程是稳定传热，即传热量和温度分布与时间无关;(2) 翅片的材质是均匀的，各向同性，形状对称;(3) 翅片本身不存在热源;(4翅片表面任一点处的热通量与流体和翅片的温度差成正比;(5) 翅片的导热系数为常数;(6) 整个翅片的表面膜传热系数相等;(7) 围绕翅片的流体温度是一样的;(8) 翅片根部的温度是一样的;(9) 翅片的厚度比高度小得多，因此