图2.2 翅片几何参数示意图
式中
Uf?0.134Red0λf0.681Pr1/3(sf/lf)0.200(sf/δf)0.1134
（2.32）
Ref?Gmaxd0 μf（2.33）
其中Gmax为流体最大质量流速，μf为流体动力粘度。
Gmax??fVfNFA,
（2.34）
式中的ρf为标况下流体的密度,Vf为标况下流体的体积流量,NFA为管束的最小流通面积。
NFA?[(ST?d)?2(lδn)]LN 0fffn（2.35）
式中ST为与气流垂直方向的管间距（中心距）,nf为 单位管长的翅片数;L为热管长度，Nn为迎气流方向的管子数。
式（2.35）的适用范围为：0.125＜（sf/lf）＜0.610; 45＜（sf/δf）＜80。与工业上实际使用的热管气-气换热器对比，以（2.32）式计算的Uf偏大。南京化工学院试验所得的公式为[1]
N?f?0.1370Re0.6338Pr1/3
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（2.36）
上式适用范围：热气流温度240~380℃ ;Ref=6000~14000; 以 Uf表达的U计算式为：
AAAA1111h??rw?h?ryhh?h?h?c?hUUhAw,hAy,hUHPAi,hUHPAi,hAhAhAhcc?rw??ry??Aw,cAy,cUcAc
（2.37）
式中
Uh?Uf,h(A0,h??hAf,h)Ah （2.38）
Uc?Uf,c(A0,c??cAf,c)Ac （2.39）
2.4.2 流体流动中的压力损失
目前对螺旋翅片管的压降计算均采用A.Y.Gunter公式，即
?f?0.14Dev0.4SL0.6?P?()()()
2gcDev?f?wSTST2fGmaxLf（2.40）
式中的ΔP为压力降（Pa）; f为摩擦系数;Gmax为流体最大质量流速(kg/m2.s);Lf为沿气流方向的长度（m）; gc为重力换算系数，Dev为容积当量直径(m),ρf为流体密度（kg/m3）; μf为流体粘度(Pa.s); μw为壁温下的流体粘度(Pa.s); ST为管束横向节距（m）,SL为管束纵向节距（管间距）（m）。
Gunter推荐对光管和翅片管在湍流区的摩擦系数为[33] 式中
f?1.92(Re)?0.145
（2.41）
Re?DevGmax?f
（2.42）
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Dev?4NFV Au（2.43）
其中NFV为流体流动净自由容积（m3）,Au为单位长度摩擦面积（m2）,而
NFV?0.866SLST??4d02??42(d2f?d0)?fnf
（2.44）
式中的df为翅片外径（m），d0为光管外径（m），δf为翅片厚度（m），nf为单位管长的翅片数（m-1），SL为翅片管纵向间距（m），ST为翅片管横向间距（m）。
S.L.Jameson对螺旋翅片管作了试验，对Dunter公式进行了修正[34]，即
2f?Gmax?L?f?0.14Dev0.4ST0.6?P?()()()
2gcDev?f?wSLSL（2.45）
并推荐：
f?3.38(Re)?0.25
（2.46）
当管束为等边三角形排列时，ST=SL，式（2.46）与式（2.41）具有相同的形式。式（2.46）所得的f值比式（2.41）所得值小。
使用时可根据实际情况参照实验值确定。 对于圆片形翅片管
2NnGmax?p?f?
2?gc??f（2.47）
式中的Nn为沿流动方向的管排数。
?doGmax??f?37.86????f???0.316?ST??d?o?????0.927?ST???S???L?0.515
（2.48）
一般在设计前应已知以下参数：
烟气在标准状况下的流量V0,h(m3/s)、空气在标准状况下的流量V0,c (m3/s)、烟气的入口温度Th1，烟气的出口温度Th2（这一温度一般应高于该烟气在管壁上产生露点腐蚀的温度）；空气侧的入口温度Tc1及热管有关参数：管材、管内
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工质、翅片参数、管子的排列方式、排列尺寸、管子几何参数。
计算传热量Q，空气出口温度Tc2和对数平均温差ΔTm。 烟气放出的热量：
Qh?Vh?ρh?Cp,h?Th1?Th2?
?（2.49）
冷气流吸收热量
Qc??1?η?Qh
（2.50）
式中的η为散热损失率，一般η=6~10%（包括加热段和冷却段）；
求冷气流出口温度Tc2
求对数平均温差ΔTm
Tc2?Tc1?Qc
Vccpcmρc（2.51）
?Tm?Th1?Tc2???Th2?Tc1??Th1?Tc2lnTh2?Tc1
（2.52）
确定迎风面积Aex,h及迎风面管排数Nm。
一般热管气-气换热器的设计规定迎面标准风速为2.0~3.0m/s，已知冷、热流体的体积流量V，则Aex,h为
Aex,h?Vh w1（2.53）
式中的Vh为热流体的体积流量（标况下），w1为标况下的迎面风速， Ah ex为气-气换热器烟气侧的迎风面积，同理
Aex，c?Vc w2（2.54）
如果规定了加热侧的管长Lh，就可求得迎风面的宽度为
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B?Aex,hLh
（2.55）
式中的B为迎风面宽度； Lh为加热侧的热管长度。从而求得迎风面管子的根数Nn，即
Nn?B ST（2.56）
式中的ST为迎风面的管子中心距（在考虑管子排列方式时一般已定），求出Nn后取整数再校核迎风面风速w1。
求总传热系数U：
用式（2.35）求管束最小流通截面NFA； 用式（2.34）求流体最大质量流速Gmax； 用式（2.33）求Re；
用式（2.32）或式（2.36）求U；
在已知翅片的几何参数lf、sf、δf及管子几何尺寸do、管子翅片材料的导热系数λw的情况下，可求得ηf及Ah ；
用式（2.38）和式（2.39）求Uh； 求rw和ry：
?rw?w,?wry?δy?y
（2.57）
式中δw为管壁厚度，λw为管壁材料导热系数。δy和λy分别为污垢层厚度及其导热系数，一般不易知道，可从有关资料中查取经验数据；
用式（2.27）或式（2.22）求总传热系数U; 用公式（2.28）求加热侧总传热面积Ah； 求热管总根数N
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