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冷却器 |
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空气冷却器（air cooled heat exchanger）是利用空气冷却热流体的换热器。管内的热流体通过管壁和翅片与管外空气进行换热，所用的空气通常由通风机供给。空气冷却器简称空冷器,以空气作为冷却剂,可用作冷却器，也可用作冷凝器。空冷器主要由管束、支架和风机组成。空气冷却器热流体在管内流动，空气在管束外吹过。由于换热所需的通风量很大，而风压不高，故多采用轴流式通风机（见流体输送机械）。
管束的型式和材质对空冷器的性能影响很大。由于空气侧的传热分系数很小，故常在管外加翅片，以增加传热面积和流体湍动，减小热阻。空冷器大都采用径向翅片。空冷器中通常采用外径为25mm的光管，翅片高为12.5mm的低翅管和翅片高为16mm的高翅管。翅片一般用热导率高的材料（常用的是铝）制成，缠绕或镶嵌到光管上。为强化空冷器的传热效果，可在进口空气中喷水增湿。这样既降低了空气温度，又增大了传热系数。采用空冷器可节省大量工业用水，减少环境污染，降低基建费用。特别在缺水地区，以空冷代替水冷，可以缓和水源不足的矛盾。
空气冷却器主要由管束、通风机和构架3部分组成。管束包括传热管、管箱、侧梁和横梁等。它可按卧式、立式和斜顶式（人字式）3种基本形式布置。其中,卧式布置传热面积大,空气分布均匀，传热效果好；斜顶布置时,通风机安装在人字中央空间,占地面积小，结构紧凑。为抵消空气侧的给热系数较低的影响，通常采用光管外壁装翅片的管子。翅片管作为传热管,可以扩大传热面积。翅片管分层排列,其两端用焊接或胀接方法连接在管箱上。
通风有鼓风和引风两种方式。鼓风式：空气先流经通风机后流入管束。引风式：空气先流经管束后流入通风机。前者操作费用较经济，产生的湍流对传热有利，使用较多。后者气流分布均匀，有利于温度控制，噪声小，是发展的方向。热流体出口温度主要靠调节通过管束的风量来控制，即调节叶片的倾角、通风机转速和百叶窗的开启程度等。对冬季易凝、易冻的流体，可采用热风循环或蒸汽加热的办法调节流体出口温度。
空冷器按使用场合不同，可分为电厂空冷器和石化空冷器。按冷却方式，可分为干式、湿式、以及干－湿联合式空冷器。湿式空冷器根据喷水方式，可分为表面蒸发型、增湿型和喷淋型3种，在石化工业中以后两种为主。表面蒸发式空冷器是一种利用管外水膜蒸发来强化传热、由光管组成的空冷装置。
总之，相较于干式空冷器，在炎热的夏季，环境气温较高时，应用湿式空冷器更为有利。但是，湿式空冷器在管内流体温度超过70℃时，就极易结垢，且管外空气阻力损失较大，约为干式空冷的1． 4倍。管束面积不能太大，故单元装置的相对面积较小，价格相对较高。
空气冷却器翅片管的基本形式有：套片式、绕片式、轧片式、焊片式、椭圆管式、镶片式、紊流式、轮辐式、开槽形式波纹形式。空气冷却器的管箱结构主要有法兰式、管堵式和集合管式。一般法兰式用于中低压，管堵式和集合管式用于高压。空冷器翅片管的制造工艺主要有整体成形、焊接、高频焊、机械连接。整体成形的翅片与管子一体，传热、机械和热膨胀性能较好，但制造成本高，适用于低翅片管( 即螺纹管)。
焊接翅片可将不同材料的翅片和管焊接在一起，制造简易，但焊缝中的残渣不利于传热，焊接质量。高频焊翅片利用高频发生器产生的高频电感应，使管子表面与翅片接触处产生高温而部分融化，再通过加压使翅片与管子连成一体，连接过程中无焊剂、焊料，制造简单，性能优良，是工业应用多的一种工艺。
