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  • 1 # 使用者4708170223935

    一般汽水換熱時,我們讓高溫氣體走殼程,低溫冷媒走管程。那麼對於高溫氣體來講,它的流動屬於橫掠管束流動,在這裡我僅給出計算對流傳熱係數的公式:

    Nu=C*Re^m,其中Nu為努賽爾特數,m是根據管徑、管間距查表得出的修正係數;Re是表徵流體流態的狀態引數,雷諾數,Re=v*L/a(v為介質流速,L為特徵長度,a為介質的導熱係數)

    而同時Nu=ht*L/a→ht=Nu*a/L,其中hc即為我們需要求的高溫氣體對流換熱係數,W/(㎡K),其中a為氣體的導熱係數,根據設計的實際定性溫度查表得出;L為特徵長度,當流體橫掠圓管時,我們一般取管外徑。那麼,透過上述計算步驟就可以求出高溫氣體的對流換熱係數ht。

    對於低溫冷媒而言,它的流動可以認為是管內湍流,一般換熱器我們設計的時候是選用直徑16或者18的管子,當然這個是根據實際情況比如管材,流量,流體品質等等來決定。

    管內湍流的傳熱模型較多,傳熱學史上也是眾說紛紜,各有所長,我們一般推薦採用:

    Nu=0.023*Re^0.8*Pr^n,其中Pr為流體的普朗特數,可根據定性溫度查表,n為特徵係數,流體被加熱時n=0.4,流體被冷卻時n=0.3;其餘引數與上述相同,不再重複。

    同樣Nu=hc*L/a→hc=Nu*a/L,從而計算得出冷媒的對流傳熱係數,需要注意的是,這裡的特徵長度L為管內徑。

    換熱器傳熱係數K的整合:

    有了ht和hc以後,K=1/{(1/ht+Ro)/f +Rw+Ri(Ao/Ai)+(Ao/Ai)/hc}

    其中,Ri和Ro分別為管內和管外的汙垢熱阻,根據你實際的流體性質可查表;

    RW為管壁的導熱熱阻,與管子本身的材質有關304和CS的就截然不同;

    Ao/Ai為管熱管的瓦表面積與內表面積之比,如果管子沒有進行翅化,也可以簡化為外徑與內徑之比;

    f為肋面總效率,如果外表面沒有進行翅化,則f=1

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