內(nèi)螺紋銅管基本參數(shù)對換熱的影響

1、無內(nèi)螺紋銅管基本參數(shù)對換熱的影響換熱器在空調(diào)中占有重要位置，而內(nèi)螺紋銅管在換熱器中，不論是從換熱性能還是成本上來說都是占主導(dǎo)地位。一、一、基本介紹基本介紹內(nèi)螺紋銅管又稱非平滑管，是指外表面光滑，內(nèi)表面具有一定數(shù)量，一定規(guī)則螺紋的銅管。因此與同規(guī)格光管相比增加了熱交換面積，提高制冷劑側(cè)的熱傳導(dǎo)率，使得氣液界面的擾動大大增加，管底部與頂部的制冷劑液體得到有效攪拌，同時(shí)由于表面張力使液膜變薄等原因，使得其傳熱系數(shù)增大（當(dāng)然對換熱器在蒸發(fā)和冷凝時(shí)影響因數(shù)是有差別的，蒸發(fā)時(shí)：增大換熱面積；增加氣化核心數(shù)量；促使波狀流型提前轉(zhuǎn)變?yōu)榘氕h(huán)狀和環(huán)狀流，從而增加潤濕表面；增加了液膜的紊流、擾流度。冷凝時(shí)：增大換熱

2、面積；在表面張力作用下促使冷凝液離開傳熱表面而排走， 減小了齒頂和槽間的冷媒液膜厚度；增強(qiáng)了液態(tài)冷媒的紊流、擾流度，增強(qiáng)氣液兩相的混合），從而有效提高熱交換率，所以它的導(dǎo)熱性能要比光管提高百分之三十至四十。從加工方法上分為無縫內(nèi)螺紋銅管和焊接內(nèi)螺紋銅管， 目前國內(nèi)主要使用無縫內(nèi)螺紋銅管。二、內(nèi)螺紋銅管標(biāo)識內(nèi)螺紋銅管標(biāo)識按國標(biāo) GB/T20928-2007 中的要求，內(nèi)螺紋銅管產(chǎn)品按照產(chǎn)品名稱、牌號、狀態(tài)、外徑、底壁厚、齒高加齒頂角、螺旋角、螺紋數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)編號的順序表示：示例 1： 用 TP2 制造的， 供應(yīng)狀態(tài)為 M2， 外徑為 9.52mm， 底壁厚為 0.30mm，齒高為 0.20mm，齒頂

3、角為 53 度，螺旋角為 18 度，螺紋數(shù)為 60 的無縫內(nèi)螺紋盤管，標(biāo)記為：無縫內(nèi)螺紋盤管 TP2 M2 9.520.30+0.20-53-18/60TP2：牌號，是磷脫氧銅，磷脫氧銅是熔解高純度的原材料，把熔化銅中產(chǎn)生的氧氣用親氧性的磷(P)脫氧，使其氧含量降低到 100PPm 以下，從而無提高其延展性、耐蝕性、熱傳導(dǎo)性、焊接性、抽拉加工性，在高溫中也不發(fā)生氫脆現(xiàn)象。三、三、內(nèi)螺紋銅管內(nèi)螺紋銅管齒形基本齒形基本參數(shù)及對其傳熱性能的影響參數(shù)及對其傳熱性能的影響齒形圖1、外徑 D我們蒸發(fā)器目前用7 管徑（C 型蒸發(fā)器用 6.35），冷凝器用9.52 與7 管徑；由于成本壓力，銅管都趨近于細(xì)經(jīng)化

4、，銅管細(xì)徑化的優(yōu)點(diǎn)：由于管與管之間距離縮小，使得肋片效率提高、傳熱有效面積增加、空氣流過時(shí)的流動阻力減小，強(qiáng)化傳熱（僅指管外換熱，但管內(nèi)換熱面減少的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這點(diǎn)，如果實(shí)際使用過程中，相同結(jié)構(gòu)能保證管內(nèi)換熱面積相同則細(xì)徑化優(yōu)點(diǎn)就能體現(xiàn)出來），但管徑太小會造成冷媒阻力變大；對 R410A 來說，其本身壓力較高， 能克服這種阻力對它的影響， 因此銅管細(xì)徑化對 R22 不利。2、底壁厚 Tw目前內(nèi)螺紋管底壁厚一般在 0.200.30mm 范圍內(nèi)，底壁厚越薄傳熱效果越好，但底壁厚過薄會削弱管材的強(qiáng)度以及齒的穩(wěn)定性，不僅不利于后道工序的 U 形彎管質(zhì)量與焊接質(zhì)量，而且同樣也會因齒的穩(wěn)定性差，影響傳熱效

5、果。7*0.22，9.52*0.273、齒高Hf無齒高是影響傳熱的重要因素， 增加齒高會使內(nèi)表面換熱面積和刺破液膜能力增加，內(nèi)螺紋管傳熱效果增強(qiáng)，但齒高的增大受加工技術(shù)的限制。目前內(nèi)螺紋管齒高一般在 0.100.25mm 范圍內(nèi)。7*0.10，9.52*0.164、螺旋角 螺旋角的存在是為了使流體旋轉(zhuǎn)， 使管道中流體產(chǎn)生與徑向不同的二次流，增加湍流的強(qiáng)度，從而使對流換熱得到加強(qiáng)，換熱系數(shù)隨之增加，所以螺旋角增大能增強(qiáng)換熱系數(shù)，但隨著螺旋角的增大，壓力損失也隨之增加，故螺旋角也不是越大越好，而是有一個(gè)合理的范圍。 通常在 1025范圍內(nèi)（經(jīng)驗(yàn)值：在此范圍內(nèi)，蒸發(fā)管螺旋角小些較好，冷凝管螺旋角大些

6、較好；管徑較小時(shí)，冷媒流動阻力大，螺旋角應(yīng)取小值，反之取大值）5、 齒頂角 齒頂角小，有利于增加內(nèi)表面換熱面積，減薄冷凝傳熱的液膜厚度，增加蒸發(fā)傳熱的汽化核心，但齒頂角過小，則內(nèi)螺紋管齒的抗脹管強(qiáng)度過小，齒高在脹管后被壓低的程度及齒型的變形量增加會引起傳熱效率減低， 因此在保證齒的抗脹管強(qiáng)度的前提下，內(nèi)螺紋管的齒頂角盡可能小些。目前一般在 4060之間，現(xiàn)國內(nèi)一些廠家做出的內(nèi)螺紋瘦高齒齒頂角能達(dá)到20左右。6、齒數(shù)（螺紋數(shù)）n增加齒數(shù)即螺紋條數(shù)能夠增加汽化核心的數(shù)目，有利于沸騰換熱舉措，增加內(nèi)表面換熱面積。但是齒數(shù)增加過多，會使齒間距過小，反而減弱了管內(nèi)流體的被攪拌強(qiáng)度，且加大了齒間液膜厚度，

7、增大了熱阻，而降低了換熱能力，使得螺紋管的換熱效率趨近于光管，故齒數(shù)應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)為宜。7、槽底寬 W槽底寬尺寸大有利于傳熱，但槽底寬尺寸過大，脹管后齒高被壓低的程度及齒型的變形量增加， 傳熱效率將降低， 因此在保證抗脹管強(qiáng)度的前提下，槽底寬大些好。8、潤周長無增加潤周長可以增加汽化核心數(shù)，使蒸發(fā)傳熱效率顯著提高。因此，對于蒸發(fā)器用管，管內(nèi)橫截面潤周長越大越好。潤周長的增加，可以通過增加齒高和減少齒頂角來實(shí)現(xiàn)。四、齒形分類四、齒形分類為提高空調(diào)能效比，最直接的技術(shù)途徑就是提高換熱器傳熱性能，而控制空調(diào)產(chǎn)品成本，最有效的技術(shù)措施就是研究并運(yùn)用傳熱強(qiáng)化技術(shù)，提高換熱器單位面積的傳熱量。因此通

8、過改變齒形參數(shù)來提高傳熱系數(shù)，就產(chǎn)生了不同種類的高效內(nèi)螺紋管，按旋向和齒形分類如下：單旋向：等高齒（通用 C 型齒）、高低齒、瘦高翅、M 型齒雙旋向：斷續(xù)齒、交叉齒圖形如下：無現(xiàn)在大量使用的還是普通等高齒，因?yàn)閺?fù)雜齒形的加工難度大，成本較高，還未廣泛使用。瘦高齒：齒頂角減小，槽底寬增大，來提高換熱系數(shù)M 型齒：在齒上開小槽，增加槽底寬，增加換熱面積斷續(xù)齒：增加換熱面積，促使氣液兩相轉(zhuǎn)換平穩(wěn)交叉齒：形成多個(gè)蒸發(fā)核心，增加換熱面積，強(qiáng)化了紊流，蒸發(fā)用管改善較明顯交叉齒與瘦齒銅管能明顯改善蒸發(fā)性能,M 形齒、瘦齒、斷續(xù)齒也能明顯改善冷凝性能,提高能效比五、加工工藝對螺紋管的影響五、加工工藝對螺紋管的

9、影響1、U 形彎管工序首先，要選擇直徑大小合適的彎管芯頭，芯頭的直徑一般比內(nèi)螺紋管內(nèi)徑小 0.20.4mm,如果芯頭選取過大，U 形管尾部外側(cè)易開裂，如果選取過小則 U 形管尾部內(nèi)側(cè)易起皺；其次， 彎管速度和芯頭離 U 形管尾部位置也很重要， 太近尾部外側(cè)易開裂，太遠(yuǎn)尾部內(nèi)側(cè)易起皺；最后，彎管時(shí)所用潤滑油的黏度和數(shù)量也很重要，如果黏度過低或噴油量少，則易造成開裂，并且在之后的脹管過程中，倒齒程度會加大，影響傳熱效果；反之則易起皺且油脂不易去除，影響傳熱還會影響焊接。當(dāng)然做到絕對不起皺很難，大 U 管折皺質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn)：折皺高度 0.05mm 以下輕微，0.05-0.2mm 嚴(yán)重，0.2m 以上折

10、管。2、脹管工序脹管目的是為了消除傳熱管與翅片間縫隙， 實(shí)現(xiàn)相互之間的連接和傳熱。一般采用機(jī)械脹管，操作簡單、成本低，但機(jī)械脹管時(shí)脹頭對螺紋管齒形和無參數(shù)有破壞作用。其破壞程度與脹接量大小有關(guān)，即脹頭大小有關(guān)，過脹時(shí)管子會有過大的塑性變形，加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，易產(chǎn)生裂紋，特別會造成倒齒嚴(yán)重，同時(shí)冷凝器折彎時(shí)容易折管；欠賬時(shí)銅管未產(chǎn)生足夠塑性變形，會使傳熱管和翅片間產(chǎn)生較大接觸熱阻，從而降低傳熱效率。一般銅管脹后齒高降低量應(yīng)在 0.010.02 之間為妥。因此，每次內(nèi)螺紋管規(guī)格改變，如壁厚減薄后，都需更換彎管芯頭和漲頭尺寸，否者就會影響兩器換熱效果六、內(nèi)螺紋管的成型工藝六、內(nèi)螺紋管的成型工藝1、無縫內(nèi)螺紋銅管成型從示意圖可看出無縫內(nèi)螺紋管是拉制而成的，管坯DS 經(jīng)過減徑模D6減徑后，在高速旋轉(zhuǎn)的鋼球D3 滾壓下，銅管內(nèi)表面的金屬被壓進(jìn)螺紋芯頭D5 的齒槽，在銅管內(nèi)表面形成齒高為 H0 的齒形（底壁厚為 S0）;在拉拔力 F 的作用下，銅管不斷向前運(yùn)動，在銅管內(nèi)壁就形成連續(xù)的螺紋；最后通過定徑模D1 定徑后，成為符合要求的螺紋管D0S0H0。2、焊接內(nèi)螺紋銅管成型焊接內(nèi)螺紋銅管成型工藝過程大致如下高精度銅帶對焊連接兩次滾壓成齒多輥卷制成管高頻焊接無+氣體保護(hù)定徑切割等工序最后成為螺紋管。由此可看出，焊接內(nèi)螺紋管與無縫