“前疏后密”开缝翅片在空压机级间冷却器上的应用

　　刖言叠片式冷却器是空分设备配套空压机级间冷却器的**产品。但是，叠片式冷却器的换热元件*翅片，以前一直是沿用平面形式，效率较低，传热系数小，产品结构尺寸较大。

　　为了提高压缩机级间冷却器的传热效率，减小设备的整体尺寸，降低制造成本，降低运行时的水泵功耗，节能减耗，进行了高效低阻气侧强化传热技术的研究，开发出了“前疏后密”开缝翅片。用开缝翅片取代传统的平面翅片，使级间冷却器的换热效率大大提高。

　　1试验结果及分析为了获得开缝翅片的传热特性曲线，验证开缝翅片的优越性，分别制作了平面翅片和“前疏后密”开缝翅片的管束样机，委托高校进行风洞试验。平面翅片和“前疏后密”开缝翅片的结构如所示，管外空气侧努塞尔数Nu与雷诺数Re的关系曲线如所示，阻力因子f与Re的关系曲线如所示。

　　限公司副总经理。

　　两种翅片管外空气侧的雷诺数Re与努塞尔数Nu的关系曲线□平面翅片雷诺数彻两种翅片管外空气侧的阻力因子f与雷诺数Re的关系曲线通过对两种翅片的管束样机进行试验测试，分别得出了各自的传热和压降的关系特性，并对其进行分析比较。

　　a）与平面翅片相比，开缝翅片的强化换热比例基本保持不变，其传热系数比平面翅片高26%左右。

　　（2）开缝翅片的阻力与平面翅片的阻力比值变化很小，随流速的降低略有增加，开缝翅片的阻力比平面翅片平均高出22%左右。

　　（3）对于冷却器而言，无论是采用平面翅片还是开缝翅片，所处理气体的质量流量是不变的，因而相同的泵功就是相同的压降。如果将冷却器的气体流动方向的长度缩短25%，开缝翅片既能使压降保持在平面翅片的范围内，又能达到规定的换热量。

　　（4）根据试验结果以及对流动与传热性能的综合分析比较，得出结论：与平面翅片相比，新型的‘’前疏后密“开缝翅片具有优良的传热与阻力特性。

　　2采用“前疏后密”开缝翅片的叠片式冷却器结构及流程特点（1）结构形式：冷却器总体采用卧式结构，管束采用可浮动形式。

　　（2）管束由多个翅片单元组成，每个翅片单元由6根*19mm的换热管错列排列，外套翅片，并用液压法将管子与翅片胀紧，确保管子与翅片牢固结合，保证了传热效果。

　　（3）工艺流程：换热管内为冷却水，管外为被冷却的气体。当气体在管间流动时，通过翅片将热量传递到换热管上，*终与管内的冷却水进行热量交换，达到换热之目的。由于翅片开缝的作用，增强了气体的传热效果。

　　3“前疏后密”开缝翅片和平面翅片的计算结果及分析比较现以一套30000m3/h等级空分设备为例，配图套空压机的叠片式级间冷却器，分别采用‘’前疏后密“开缝翅片和平面翅片作为换热元件，其主要性能参数比较见表1.表1”前疏后密“开缝翅片和平面翅片叠片式级间冷却器主要性能参数比较片型进气量热负荷管束单元数管束长度换热面积压降开缝翅片平面翅片从表1可知，在相同等级的空分设备中，空压机级间冷却器要达到相同的性能和技术指标，采用‘’前疏后密”开缝翅片与传统的平面翅片相比，换热面积减少约16%，节省了换热管和翅片材料，减轻了设备重量，降低了制造成本。

　　4工程应用作为新一代高效低阻气侧强化传热技术的核心部分“前疏后密”开缝翅片的成功开发，大大提高了冷却器的传热效率，降低了功耗和制造成本。

　　目前，采用‘’前疏后密“开缝翅片的叠片式冷却器已大规模工业化生产，为大、中、小型空分设备开始配套，并成功应用于为60000m3/h等级空分设备配套的空压机上。

　　5结束语空分设备是国家许多重要工业装备不可或缺的重大配套装备，而为空分设备配套的空压机级间冷却器，其技术含量、市场竞争力的提高，可以促进我国空分设备设计、制造水平及综合开发能力的提高。采用‘’前疏后密“开缝翅片的叠片式冷却器，创新性突出，具有明显的技术优势，完全可以替代国外同类技术，可以作为新代的更新换代产品，具有很广阔的市场前景。