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用普通的圓管（光管）組成的熱交換器，在很多情況下，管外流體和管內(nèi)流體對(duì)管壁的換熱系數(shù)是不一樣的。所謂換熱系數(shù)，是指單位換熱面積，單位溫差（流體與壁面之間的溫差）時(shí)的換熱量，它代表流體和壁面之間的換熱能力的大小。例如：
水在壁面上凝結(jié)時(shí)的換熱系數(shù)為： 10000—20000 w/(m2.℃)
水在壁面上沸騰時(shí)的換熱系數(shù)為： 5000----10000 ------
水流經(jīng)壁面時(shí)的換熱系數(shù)大約為： 2000---10000 ------
空氣或煙氣流經(jīng)壁面時(shí)的換熱系數(shù)為： 20---80 --- ---
空氣自然對(duì)流時(shí)的換熱系數(shù)只有： 5---10 -------
由此可見，流體與壁面之間的換熱能力的大小相差是很懸殊的。
下面，設(shè)想一個(gè)實(shí)際的換熱情況：圓管內(nèi)部是流動(dòng)的水，其換熱系數(shù)為5000（---），而管外流動(dòng)的是煙氣，其換熱系數(shù)只有50（---），二者相差100倍。當(dāng)熱量從管內(nèi)傳向管外，或從管外傳向管內(nèi)時(shí)，傳熱過程的“瓶頸”或“最大阻力”發(fā)生在什么地方？當(dāng)然是管外的煙氣側(cè)，因?yàn)闊煔鈧?cè)換熱系數(shù)，即換熱能力最低，限制了傳熱量的提高。
這兒，不妨舉一個(gè)串聯(lián)電阻的例子：在由多個(gè)電阻組成的串聯(lián)電路中，如果其中一個(gè)電阻比其他各項(xiàng)電阻大出很多，則該項(xiàng)電阻將構(gòu)成電流的“瓶頸”，只有減小該項(xiàng)最大的電阻，才能有效地提高流經(jīng)該串聯(lián)電路的電流。對(duì)于上述的傳熱過程也是如此。
怎樣才能提高圓管的傳熱量呢？最有效的方法之一就是在管子外表面即煙氣側(cè)采用擴(kuò)展表面，即做成翅片管。假定翅片管的實(shí)際傳熱面積為原來的光管外表面積的若干倍，雖然煙氣的換熱系數(shù)仍然很低，但反映在光管外表面積上的傳熱效果將大大增加，從而使整個(gè)傳熱過程增強(qiáng)，在總傳熱量一定的情況下，使設(shè)備的金屬耗量減小，經(jīng)濟(jì)性提高。

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翅片管傳熱原理