換熱器的傳熱計(jì)算(完整版)
【正文】 各物理量的定性溫度為管子進(jìn)出口流體主體溫度的算術(shù)平均值。 局部 正在發(fā)展 任意 恒壁熱通量 平均 正在發(fā)展 任意 n恒壁溫 k1 Nu 速度側(cè)形 （4）應(yīng)用范圍：Re2300，Pr6700，Re Pr di10（L為管長(zhǎng)）特性尺寸：管內(nèi)徑di。當(dāng)管徑較小，流體壁面間的溫度差也較小且流體的μ值較大時(shí)，可忽略自然對(duì)流對(duì)強(qiáng)制層流傳熱的影響，此時(shí)可應(yīng)用西德?tīng)枺⊿ieder）泰特（Tate）關(guān)聯(lián)式，即：定性溫度：除 取壁溫外，均取流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值。 （2）式中n值視熱流方向而定，當(dāng)流體被加熱時(shí)，n=，當(dāng)流體被冷卻時(shí)，n=。 各準(zhǔn)數(shù)名稱、名稱和含義列于表1。 前者適合于變量數(shù)目較少的場(chǎng)合，而當(dāng)變量數(shù)目較多時(shí)，后者較為簡(jiǎn)便，由于對(duì)流傳熱過(guò)程的影響因素較多，故需采用伯金漢法。 對(duì)同一種流體，這些物性又是溫度的函數(shù)，而其中某些物性還和壓強(qiáng)有關(guān)。 流體的種類和相變化的情況 液體、氣體和蒸氣的對(duì)流傳熱系數(shù)都不相同。 為保證較好的換熱效果，設(shè)計(jì)中一般流體采用逆流換熱，若采用錯(cuò)流或折流換熱時(shí)，可通過(guò)安德伍德（Underwood）和鮑曼（Bowman）圖算法對(duì)Δt進(jìn)行修正。 設(shè)計(jì)中流體的性質(zhì)（粘度等）和狀態(tài)（流速等）應(yīng)與所選的流體性質(zhì)和狀態(tài)相一致。 其中總傳熱系數(shù)K=換熱器熱負(fù)荷Q值一般由工藝包提供，也可以由所需工藝要求求得。 設(shè)計(jì)中換熱器的類型應(yīng)與所選的換熱器的類型相一致。 流體的流動(dòng)狀態(tài) 當(dāng)流體呈湍流時(shí)，隨著Re數(shù)的增加，滯流內(nèi)層的厚度減薄，故h就增大。若流體的體積膨脹系數(shù)為β，單位為1/℃，并以代表Δt溫度差（t2 t1），則可得ρ1=ρ2（1+βΔt），于是每單位體積的流體所產(chǎn)生的升力為：（ρ1ρ2）g=[ρ2（1+βΔt）ρ2]g=ρ2βgΔt或（ρ1ρ2）/g=βΔt 強(qiáng)制對(duì)流是由于外力的作用，如泵、攪拌器等迫使流體的流動(dòng)。 自然對(duì)流傳熱過(guò)程同樣可得，自然對(duì)流傳熱時(shí)準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式為Nu=φ（Gr，Pr）。 符號(hào) 含義努塞爾數(shù)（Nusselt number） Pr 關(guān)系式中Re、Pr等準(zhǔn)數(shù)的數(shù)值范圍等；②特性尺寸 b)（3）式中 也是考慮熱流方向的校正項(xiàng)， 為壁面溫度下流體的粘度。 （5）4) —彎管中的對(duì)流傳熱系數(shù)，W/（m2 ℃）； —管內(nèi)徑，m；R—管子的彎曲半徑，m。 傳熱計(jì)算中，究竟采用哪個(gè)當(dāng)量直徑，由具體的關(guān)聯(lián)式?jīng)Q定。 如圖1所示：流體在管束外流過(guò)時(shí)，平均對(duì)流傳熱系數(shù)可分別用式（9）、（10）計(jì)算：對(duì)于a、d 定性溫度：除 取壁溫外，均取流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值。 （14）t —相鄰兩管的中心距，m；do—管外徑，m。 1) （18）2) 莫斯聽(tīng)斯基（Mostinski）公式臨界熱通量(q/S)c可按式（24）估算，即： 。 水鉑 四氯化碳銅 乙醇鉻 異丙醇銅 苯鉻 35%K2CO3銅 水化學(xué)處理的不銹鋼 水黃銅 液體加熱壁面表4 不同液體加熱壁面的組合常數(shù)Csf液體加熱壁面 流體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)1.當(dāng)液體被加熱時(shí)， =；當(dāng)液體被冷卻時(shí)， =；對(duì)氣體，則無(wú)論被加熱還是冷卻， =。 （12）應(yīng)用范圍：Re=2103~1106。b) 多諾呼（Donohue）法 （10）應(yīng)用范圍：Re3000。（9）對(duì)于b、c 流體在光滑圓形
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