換熱器的傳熱計(jì)算-展示頁(yè)
2025-07-04 14:29本頁(yè)面
【正文】 計(jì)帶來(lái)了很大便利，但是某些情況下，所選K值與實(shí)際值出入很大，為避免盲目煩瑣的試差計(jì)算，可根據(jù)式（1）對(duì)K值估算。若需降低設(shè)備費(fèi)可選取較大的K值；若需降低操作費(fèi)用可取較小的K值。3. 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。在選用這些推薦值時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1. 設(shè)計(jì)中管程和殼程的流體應(yīng)與所選的管程和殼程的流體相一致。熱負(fù)荷確定后，可由總傳熱速率方程（Q=K SΔt）求得換熱面積，最后根據(jù)《化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)系列》確定換熱器的選型。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。換熱器的傳熱計(jì)算換熱器的傳熱計(jì)算包括兩類：一類是設(shè)計(jì)型計(jì)算，即根據(jù)工藝提出的條件，確定換熱面積；另一類是校核型計(jì)算，即對(duì)已知換熱面積的換熱器，核算其傳熱量、流體的流量或溫度。這兩種計(jì)算均以熱量衡算和總傳熱速率方程為基礎(chǔ)。Q=W cpΔt，若流體有相變，Q=cp r。其中總傳熱系數(shù)K= （1）在實(shí)際計(jì)算中，總傳熱系數(shù)通常采用推薦值，這些推薦值是從實(shí)踐中積累或通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定獲得的，可以從有關(guān)手冊(cè)中查得。2. 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。4. 總傳熱系數(shù)的推薦值一般范圍很大，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選取中間的某一數(shù)值。5. 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。式（1）可分為三部分，對(duì)流傳熱熱阻、污垢熱阻和管壁導(dǎo)熱熱阻，其中污垢熱阻和管壁導(dǎo)熱熱阻可查相關(guān)手冊(cè)求得。影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因素主要有：1. 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。流體有無(wú)相變化，對(duì)傳熱有不同的影響。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)。而當(dāng)流體呈滯流時(shí)，流體在熱流方向上基本沒(méi)有混雜流動(dòng)，故h就較湍流時(shí)為小。設(shè)ρ1和ρ2分別代表溫度為t1和t2兩點(diǎn)的密度，則流體因密度差而產(chǎn)生的升力為（ρ1ρ2）g。5. 傳熱面的形狀、位置和大小 傳熱管、板、管束等不同的傳熱面的形狀；管子的排列方式，水平或垂直放置；管徑、管長(zhǎng)或板的高度等，都影響h值。常用的量綱分析法有雷萊法和伯金漢法（Buckingham Method）， 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。 強(qiáng)制對(duì)流（無(wú)相變）傳熱過(guò)程根據(jù)理論分析及實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)流傳熱系數(shù)h的影響因素有傳熱設(shè)備的尺寸l、流體密度ρ、粘度μ、定壓質(zhì)量熱容cp、導(dǎo)熱系數(shù)k及流速u等物理量，可用h=f（l，ρ、μ、cp、k、u）表示，式中涉及到的基本量綱只有四個(gè)。178。 各準(zhǔn)數(shù)名稱、名稱和含義列于表1。上述關(guān)系式僅為Nu與Re、Pr或Gr、Pr的原則關(guān)系式，而各種不同情況下的具體關(guān)系式則需通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。總之，對(duì)流傳熱系數(shù)是流體主體中的對(duì)流和層流內(nèi)層的熱傳導(dǎo)的復(fù)合現(xiàn)象。以下分流體無(wú)相變和有相變兩種情況來(lái)討論對(duì)流傳熱系數(shù)的關(guān)系式，其中前者包括強(qiáng)制對(duì)流和自然對(duì)流，后者包括蒸汽冷凝和液體沸騰。 流體無(wú)相變時(shí)的強(qiáng)制對(duì)流傳熱1. 流體在管內(nèi)做強(qiáng)制對(duì)流1) 流體在光滑圓形直管內(nèi)做強(qiáng)制湍流a) 低粘度流體可應(yīng)用迪特斯（Dittus）貝爾特（Boelter）關(guān)聯(lián)式，即： （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=。若60，需考慮傳熱進(jìn)口段對(duì)h的影響，此時(shí)可將求得的h值乘以進(jìn)行校正。定性溫度：流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值。應(yīng)用范圍：Re10000，Pr1700，60（L為管長(zhǎng)）。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。液體被加熱時(shí)，取≈，液體被冷卻時(shí)，取≈；對(duì)氣體，則不論加熱或冷卻，均取≈。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：
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