热管换热器气体绕流翅片管束时的放热系数和阻力

 在气气热管换器和气-液热管换热器中的气体侧，热管的外表面都采用翅片管，冷却或加热的气体在垂直于热管的母线方向上绕流翅片管束，如图5-5所示。

 翅片管的排列有顺排和叉排两种形式，目前工程上多用叉排。因排列方式的不同，其管外放热和阻力也是不同的。对于叉排管束，其实验数据比较充分；而对于顺排管束，由于其阻力降较小，工程上也常采用，但其实验数据不够充分，目前，只能推荐一些处理方法。这里只能简单地讨论一下叉排的情况。

1. 叉排环形翅片管束的放热系数

目前，对各种规格的环形翅片管束的管外放热系数进行了较广泛的实验研究，结果表明，放热系数除了与气体流速或雷诺数有关以外，还与翅片间隙及翅片高度有关，而翅片的厚度对放热只有轻微的影响。

上述公式应用的条件是：

①. 管间距为等边三角形的叉排管束。

②. 决定物性值的定性温度取气流的平均温度。

③. 对各种气体都适用。

对于顺排排列的翅片管束，由于尚无实用的经验公式，建议按光管管束顺排和叉排放热系数之间的大致关系计算。将由上式求得的α值乘以0.8,近似作为顺排情况下的放热系数值。

（例题5-3）

有一管间距为等边三角形的叉排翅片管束，管间距S1=60mm,翅片的几何特性如例题5-2中的附表所示，空气横向绕流，空气的迎面质量流速G=3.6kg/(m2.s),空气平均温度T=60℃,试确定管外放热系数。

2. 叉排环形翅片管束的管外阻力

 由式（5-38)和式（5-39)可知，翅根直径db、管间距S1、S2对气体阻力影响很大。这说明形状阻力是压力损失的主要因素。此外，阻力与管排数N成正比，即每一排管的压力损失是相等的。式中的物性值按气流在管束中的平均温度来选取。

 对于顺排排列的管束，在没有更精确的阻力降的实验公式时，可按叉排的公式计算之，将算得的结果再除以2即可近似看作顺排的阻力值。

（例题5-4）

 有一按等边三角形叉排排列的环形翅片管束，横向管间距S1=60mm,翅片管的几何特性及其条件与例题5-2及例题5-3相同，当在气体流动方向上共有7排管时，试确定空气流的压力降。