一、高频焊翅片管实验系统

    整个实验系统由空气压缩机、混合人口段、实验段、较核段及水系统和数据采集系统组成，如图1所示．实验中。为了在不同压力进行实验，用空气压缩机来取代风机作为空气动力源，通过混合箱消除由于压缩机排气对气体流速产生的脉动影响，高频焊翅片管通过调节旁通阀来改变进入翅片管的空气流量．翅片管入口段采用维多辛斯基曲线喇叭口，高频焊翅片管空气经过这种渐缩入口以后速度分布接近均匀．实验时，高频焊翅片管在管子轴向15个截面上分别布置热电偶，每个截面沿周向布置3个热电偶．在实验段后设置一个套管换热器，也采用波纹内翅片换热管，高频焊翅片管通过对套管换热器数据的处理，来较核实验管测定数据的可信度(二者给热系数偏差大于10％被视为不可信)．

    传热实验采用恒热流密度的做法，高频焊翅片管实验采用电阻丝作为加热元件，将电阻丝均匀地缠绕在翅片管上，为了尽可能地减少散热损失，高频焊翅片管加热电阻丝外包裹石棉和海绵，实验加热两端均装有绝热良好的绝缘木来减少轴端热损失，在出口处加设辅助微调加热器来补偿出口端导热损失．

    二、 高频焊翅片管数据处理方法

    通过调节电阻丝电流大小，高频焊翅片管控制实验满足中等以下温差范围条件，空气定性温度取进出口平均温度，即tm=(tm+tout)／2．热平衡由电阻丝的加热功率W与空气的吸热量Q比较而得．实验中热平衡相对误差一般小于5％，热平衡偏差小于9％．热平衡偏差定义为
 
    热流密度由空气实际吸热量除以换热面积得到，即

     其中：m为空气质量流量；hin、hout 分别为空气进出口焓值；Fi为外管内表面积；Ff为肋表面积； 为将翅片近似地当成ηf个直肋的效率( 为翅片数)．

    由于实验铜管管壁很薄，高频焊翅片管热电偶采用锡焊焊接，铜和锡的导热系数都很大，因此可以认为用热电偶测得的温度近似代表管内壁温度．实验表明，同一个截面上的三个热电偶测得的温度相差很小，相差一般小于0．5 ℃，内翅片管内壁面温度tw(X)取同一个截面上三个热电偶的算术平均数．在恒热流密度加热条件下，流体主流方向平均温度必定沿流向呈线性变化，故其局部点主流温度采用如下计算式：

     其中：D 为波纹形内翅片换热管的热当量直径，为管内流体的导热系数．

     由于叵热流密度时，高频焊翅片管在充分发展区内轴向温度梯度呈现为恒定值，也就是说，其局部给热系数亦应为定值．因此充分发展段平均对流换热系数可以通过各局部换热系数的平均值给出，充分发展段对流换热系数和Nusseh数定义为：

    其中：／Z为截面平均流速，v为管内流体的运动黏度，P为管内流体的密度，dp／dx为流体单位长度上的阻力损失．

     三 高频焊翅片管实验结果及讨论

    1 对流换热和流动阻力的实验关联式

    充分发展段的对流换热和阻力的整体特性可以用关联式来反映，根据最jJ~-乘原理，对实验数据拟合得到如下形式实验关联式：

    2 传热性能比较准则

    文献[3]中广泛采用的传热性能比较准则有相同质量流量、相同泵功率、相同压降三种比较准则．根据文献[4]的建议，在常物性条件下，进行推导可得如下限定关系式

    在上述三种准则下，高频焊翅片管分别表示在相同质量流量、相同泵功率、相同阻力降的条件下两种内翅片管在换热面积基本相同(翅片管的外管与普通光管内径相同)时分别与普通光管的换热效果比较．从图2、3、4可以看出，新型波纹形内翅片换热管具有良好的强化换热效果，特别是在较低Re时，其强化效果十分明显，但是随着Re的增加，强化倍数迅速降低；比较管换热效果随Re变化相对比较平缓．波纹形内翅片换热管和比较管都在相同质量流量比较准则下具有的强化效果，相同压降时强化效果最差，高频焊翅片管甚至在屉增大到一定时，高频焊翅片管不再具有强化作用，这主要是由于在管内加翅片后，换热管阻力降增大的缘故，特别是在高Re时，翅片管阻力系数较之普通光管增加明显，这样，在相同阻力降时，其强化作用就显现不出来了．总体来说，不管哪种比较准则下，新型波纹形内翅片换热管都具有比比较管更好的强化效果．这主要是由于二者不同的翅片结构引起的．

　　　虽然新型波纹形内翅片换热管和比较管的翅片都是弯曲成波纹性的，但是比较管内外管之间的流通空间被分为4个大小不一的流道，靠近外管的两个流道离翅根较近，有较小的导热距离，具有良好的换热效果，而靠近内管的两个流道有很大的导热距离，导致换热效果下降，同时又由于四个通道分别被隔绝，高频焊翅片管流体不能相互流通，高频焊翅片管使得流体对流不畅，因此总体换热效果下降．而新型波纹形内翅片换热管流体通道成长扁性，并且只在圆周方向上形成2个大小相近的小流道，虽然靠近内管的导热距离也很大，但是由于流体能很好的流通，高频焊翅片管在图2两种翅片管换热效果的比较每个通道内对流和导热充分结合，所以具有了良好的强化换热效果．
　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　
　　四、波纹内翅片管的对流换热及流动阻力特性，得到了Nusseh数、Darcy阻力系数_厂随Reyn。lds数变化的实验关联式，并将该新型波纹内翅片换热管与类似波纹管进行了比较．结果发现，新型波纹内翅片换热管在相应的准则方程式控制下，相同传热温差的传热量较之普通光滑管要高1．5～l4倍．无论哪种比较准则下，两种翅片管的综合陡能都要强于普通光管，在相同的比较准则下，实验管具有较之比较管更好的传热性能，不同的翅片结构和流道形式对换热强化影响较大