銅鋁(或鋼鋁)復(fù)合柱翼型散熱器技術(shù)研究

1、銅鋁(或鋼鋁)復(fù)合柱翼型散熱器技術(shù)研究                        摘要 銅鋁(或鋼鋁)復(fù)合柱翼型散熱器是內(nèi)銅(或鋼)外鋁的新型散熱器，其容水部件為銅(或鋼)管，管外的散熱部件為鋁合金翼型管。它充分發(fā)揮不同金屬材料各自在搞腐蝕或易加工成形等方面的優(yōu)點，能滿足我國現(xiàn)代建筑對散熱器的要求。本文將對該型散熱器的相關(guān)技術(shù)問題作一探討，對產(chǎn)品的基本構(gòu)

2、造和技術(shù)特點作必要的分析，并對工程選用要點作必要的闡述，為這一產(chǎn)品的工程設(shè)計選用和產(chǎn)品開發(fā)提供一些參考。關(guān)鍵詞 銅鋁 復(fù)合 柱翼 散熱器1 概述我國是一個幅員遼闊、人口眾多的發(fā)展中國家，建設(shè)任務(wù)巨大，年需采暖散熱器約為3.0億片，具有世界上得天獨厚的巨大市場。幾十年來，我國的散熱器生產(chǎn)取得了很大的進展，改變了鑄鐵散熱器一統(tǒng)天下的局面。但是，由于我國發(fā)展過程中一些自身條件的局限性，雖然在采暖熱媒方面推行了集中熱水供暖，但熱媒本身的水質(zhì)、含氧量及失水（補水）量卻難以有效地控制，熱媒水的含氧量過高是導(dǎo)致鋼制散熱器腐蝕的主要因素，當然還有材料、加工、維護等方面的原因。以薄鋼板為原料制造的散熱器腐蝕問題

3、最為嚴重。其后出現(xiàn)的鋁合金散熱器，雖有較強的搞氧腐蝕能力，但抗感性腐蝕能力差，適于Ph=58.5的供暖水質(zhì)中使用。但供暖水質(zhì)多是取決于鋼制鍋爐的水質(zhì)標準，Ph=1012（換熱器系統(tǒng)水的Ph=8.5）。所以在前些年中鋁制散熱器的堿性腐蝕問題也嚴重地暴露出來，致使散熱器市場又回到以鑄鐵為主的狀況。便是，時代是前進的，隨著建筑標準和水平的提高，相應(yīng)要求有適應(yīng)配套的建筑設(shè)備，以及供熱由福利制進入市場而成為商品，而計量和控制水平的提高領(lǐng)帶于較精密的設(shè)備和儀表，這些都是目前生產(chǎn)的內(nèi)腔粘砂過多的鑄鐵散熱器難以適應(yīng)的。基于上述情況，銅鋁（或鋼鋁）散熱器應(yīng)運而生，其基本構(gòu)造形式，一是橫管結(jié)構(gòu)的銅管鋁片對流散熱器

4、，有條形、箱形及無外罩的閉式折邊三種形式；另一是豎式柱翼型結(jié)構(gòu)，以銅管（或鋼管）為容水部件、而以鋁合金翼型管為散熱部件組合而成的銅鋁（或鋼鋁）復(fù)合柱翼型散熱器。后者以其安全可靠、輕薄美新的姿態(tài)問世后非常引人注目，并且以其自身的潛質(zhì)，預(yù)計將成為新世紀我國在量發(fā)展的新品種，成為有中國特色的代表性產(chǎn)品。2 銅鋁（或鋼鋁）復(fù)合柱翼型散熱器的基本構(gòu)造及技術(shù)分析21 基本構(gòu)造如圖1所示：1、2分別為上、下聯(lián)箱，為較大口徑的薄壁銅管或標準鋼管（按水口焊接要求尺寸選定，G3/4水口時聯(lián)箱直徑可選用DN40），兩端分別焊進、出水管口（5、6）（水口內(nèi)管螺紋一般用G3/4，也有G1）及排氣閥座（7）；。為通水立管

5、，為較小口徑的薄壁銅管或標準鋼管（一般DN1525），其上、下兩端分別下上、下聯(lián)箱（1、2）焊接；4為鋁制散熱翼管，與立管（3）套裝后脹接，達到兩者緊密結(jié)合，保證傳熱良好。一組散熱器的柱數(shù)按訂貨要求決定。組焊完畢后經(jīng)試壓、表面處理（噴漆或噴塑）和包裝后出廠。幾種標準鋼管的技術(shù)參數(shù)表1 普通焊接鋼管冷卻無縫鋼管冷卻不銹鋼無縫管DN外徑（mm）壁厚（mm）單重（kg/m）外徑壁厚單重外徑壁厚范圍散熱器用壁厚范圍MmIn103/817.02.250.82142.00.59150.53.50.51.5151/221.32.751.26222.51.20170.54.00.51.5203/426.82.

6、751.63272.51.51220.54.50.51.525133.53.252.42322.51.82270.56.00.51.5321.2542.33.253.13383.02.69340.57.00.52.0401.548.03.53.84453.03.11450.57.00.52.050260.03.54.88573.04.00500.59.00.52.01壁厚偏差-15%12% 2出廠水壓試驗2.0MPa 出廠試驗壓力 P=20S·t/E(MPa) D為外徑，mm, t壁厚，mm，s為屈服點強度的60%如為10號鋼則R=0.6×3.4=2.04(MPa) 出廠試

7、驗壓力P=20S·t/E(MPa) S為允許應(yīng)力，取鋼號搞拉強度的40%。T為壁厚，mm 散熱器常用銅管的技術(shù)標準（摘自GB/T1527-1997，銅及銅合金拉制管）表2 牌號狀態(tài)外徑（mm）壁厚（mm）液壓試驗壓力（MPa）T2、T3TP2、TP2硬（Y）33600510半硬（Y2）31000510軟（M）33600510常用銅管出廠試驗壓力計算值（MPa）（按表2所列公式計算得出）表3外徑（mm）壁厚（mm）0.50.60.70.80.91.01.1104.295.196.11162.643.193.74192.222.673.13221.912.302.69251.672.02

8、2.362.71271.551.862.182.50411.431.631.842.052.26431.361.561.751.952.15451.301.191.671.862.05461.271.451.641.822.1042 熱工計算這里所說的熱工計算，是采用經(jīng)驗的傳熱系數(shù)法，目的是作產(chǎn)品分析時參考。由于計算中所用傳熱系數(shù)的數(shù)值是根據(jù)經(jīng)驗及參考類似的其他產(chǎn)品而設(shè)定的，所以必然有較大的誤差。產(chǎn)品的真實熱工性能，一定要采用有關(guān)標準規(guī)定的標準試驗臺測試數(shù)值。熱工計算是以設(shè)定的產(chǎn)品圖紙為依據(jù)進行的，內(nèi)容包括散熱量及金屬熱強度。     

9、0;                       421 散熱面積（F）計算：包括上、下聯(lián)箱、鋁翼管（按翅片的兩面計算面積）及立水管的裸露部分，求出三者全部的外露面積，即為散熱面積，單位為m2。422 單片散熱量（Q）計算：按經(jīng)驗計算公式進行（此數(shù)只能供概略分析使用）。 Q=K·F·t(W/片)式中：Q-單片散熱量，W/片；F-單片總散熱面積，按前述計算，m

10、2；t-標準傳熱溫差。按我國散熱器有關(guān)標準規(guī)定， 鋁制柱翼型散熱器的名義散熱器（JG143-2002） 表4 項目符號單位參數(shù)值同側(cè)進出口中心距Hmm300400500600700散熱器高度Hmm340440540640740散熱器寬度Bmm50/60組合長度LMm400200名義散熱量（L=1000mm，t=64.5）Q名義W/m800/8501070/11401280/13601450/15201600/1680注：散熱量參數(shù)值一欄中斜線左側(cè)為寬度B=50的數(shù)值，右側(cè)為B=60的數(shù)值。 423 單片散熱器重量（Gd）計算：計量時需將銅（或鋼）管與鋁翼管分別計算。前者可查銅（或鋼）管的技術(shù)標準（最好是實物稱重）；后者可根據(jù)計算面積（不是前述的散熱面積，因為翼片的散熱面積是計算了內(nèi)外兩面的數(shù)值）、翼片（及圓形管）設(shè)計厚度及金屬密度求出。鋁合金的密度為2.7g/cm3；紫銅為8.5 g/cm3；碳鋼為7.8 g/cm3。一般在上述計算的基礎(chǔ)上另加10%的其他重（包括組合時應(yīng)分擔(dān)的配件重量及計算誤差等）。424 金屬熱強度（q）計算：進行本項計算的目的是大致