铝制板翅式换热器的性能主要取决于翅片表面的传热与流动特性。常见的翅片型式包括平直翅片、锯齿翅片、波纹翅片和百叶窗等，其中锯齿形翅片因能不断打断边界层发展，传热性能最好，在板翅式换热器应用中占有重要地位。对11种不同结构参数的平直翅片进行试验，分析了翅片间距、翅片高度、翅片长度对传热和流动阻力的影响。结果表明，翅片间距对传热和流动阻力影响较小，而翅片长度和高度对其传热和流动阻力有重要影响。空气流速2.2~5.6m/s时，翅片间空气侧的对流传热系数为50~141W/(m²·℃)，流动摩擦压降为40~90Pa，实现高效换热的空气流速是2.2~3.7m/s。有研究对国产翅片与国外翅片进行了对比试验，结果表明国产翅片的摩擦阻力与国外接近甚至低于国外，而传热性能大约低10%，在Re>4000时下降更明显，加工工艺和制造精度仍有提升空间。翅片厚度增加会提高换热面积和传热系数，但也会增加重量和成本；板间距的变化会影响流道截面积和流速分布。江苏航烨能源根据用户具体的介质工况进行翅片型式定制选型，基于翅片性能试验数据进行校核，确保换热器在满足传热要求的同时压降控制在允许范围内。
一、翅片型式不同，性能差异有多大？
有研究者进行了三种翅片形式（锯齿形、开孔形及平直形）的七种翅片表面的试验研究，得出了传热因子j和摩擦因子f相对于雷诺数Re的试验曲线。在风洞试验台上对16种不同结构参数的板翅换热器中使用锯齿翅片进行了传热和流动阻力性能试验，分析比较了翅片间距和翅片长度对其表面对流传热系数和空气阻力性能的影响。
不同翅片型式传热与阻力性能对比
翅片型式 | 传热性能 | 阻力特性 | 适用场景 |
锯齿形翅片 | 最好（不断打断边界层） | 压降最大 | 需要强化传热的场合 |
开孔形翅片 | 中等 | 压降中等 | 平衡传热与压降 |
平直翅片 | 较低 | 压降最小 | 一般换热需求、压降受限场合 |
试验结果表明，锯齿翅片因能不断打断边界层发展，传热性能最好，但压降也最大；平直翅片压降最小，但传热性能相对较低；开孔形翅片介于两者之间。
二、平直翅片在不同流速下的性能数据
通过空气-水传热试验，对平直翅片的流动传热性能进行了研究。试验结果表明，空气流速2.2~5.6m/s时，翅片间空气侧的对流传热系数为50~141W/(m²·℃)，流动摩擦压降为4090Pa。实现翅片高效换热的空气流速是2.23.7m/s。
平直翅片典型工况下的传热与阻力数据
空气流速 (m/s) | 对流传热系数 W/(m²·℃) | 流动摩擦压降 (Pa) |
2.2 | 约50 | 约40 |
2.2～3.7 | 50～100 | 40～70 |
3.7～5.6 | 100～141 | 40～90 |
三、翅片结构参数的影响
有研究对11种不同结构参数的平直翅片进行了试验，分析比较了翅片间距、翅片高度、翅片长度对其传热和流动阻力的影响。结果表明，翅片间距对传热和流动阻力影响较小，而翅片长度和高度对其传热和流动阻力有重要影响。
翅片结构参数对性能的影响趋势
结构参数 | 对传热的影响 | 对阻力的影响 | 综合建议 |
翅片间距 | 影响较小 | 影响较小 | 在制造精度范围内可灵活选取 |
翅片高度 | 影响较大 | 影响较大 | 增加高度可提高换热量但增加压降 |
翅片长度 | 影响较大 | 影响较大 | 长度增加强化传热但阻力上升 |
四、国内翅片与国外的差距？
有研究对国产翅片与国外翅片进行了对比试验。试验结果表明，国产翅片的摩擦阻力与国外接近，甚至低于国外，而传热性能大约低10%。在Re>4000时，随着雷诺数的继续增大，国产翅片传热性能降低较快。这说明国产翅片的加工工艺、制造精度和材料冶金工艺等虽已接近国外先进水平，但还有待进一步改进。
五、总结
我们在铝制板翅式换热器的设计中，根据用户具体的介质工况（温度、压力、流量、允许压降）进行翅片型式的定制选型——需要强化传热的选用锯齿翅片，压降受限的选用平直翅片，需要平衡的选用开孔形翅片。所有选型方案均基于翅片性能试验数据进行校核，确保换热器在满足传热要求的同时，压降控制在允许范围内
