换热器传热系数公式(换热器传热系数公式是什么)

海潮机械 2023-02-06 03:26 编辑:admin 298阅读

1. 换热器传热系数公式是什么

传热系数K值,是指在稳定传热条件下,围护结构两侧空气温差为1度(K或℃),单位时间通过单位面积传递的热量,单位是瓦/(平方米·度)(W/㎡·K,此处K可用℃代替),反映了传热过程的强弱。

计算方法

对于空调工程上常采用的换热器而言,如果不考虑其他附加热阻,对于单层围护结构传热系数K值可以按照如下计算:

K=1/(1/h1+δ/λ+1/h2) W/(㎡·°C)[2]

其中,h1,h2——围护结构两表面热交换系数,W/(㎡·°C);

δ——管壁厚度,m;

λ——管壁导热系数,W/(m·°C)。

计算公式

1、围护结构导热热阻的计算

单层结构热阻 R=δ/λ(m2.K/w)

式中: δ—材料层厚度(m);λ—材料导热系数[W/(m.k)];

多层结构热阻 R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn

式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻(m2.k/w);δ1、δ2、---δn—各层材料厚度(m);λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/(m.k)];

2、围护结构劈面对流换热热阻

内表面换热阻:Ri=1/h1;

外表面换热阻:Re=1/h2;

3、围护结构的传热热阻

R0=Ri+R+Re

式中: Ri —内表面换热阻(m2.K/W)(一般取0.11);Re—外表面换热阻(m2.K/W)(一般取0.04)

R —围护结构热阻(m2.K/W);

3、围护结构传热系数计算

K=1/ R0 (w/(m2.k))

式中: R0—围护结构传热热阻;

2. 换热器传热系数k怎么算

  目前主要采用下述措施:  

1、研究应用强化传热技术,扩展传热面积和提高传热表面的传热性能;  

2、改变换热器折流板结构(折流杆技术等)以提高壳程的传热膜系数,增加介质的湍流性,防止介质走短流;  3换热管内外表面防污垢技术(防污垢涂层技术).  4、应用数值传热技术的研究.目前研究应用强化传热技术是提高传热效率很有效的一种技术措施,本文主要讨论应用强化传热技术对换热器进行改进.所谓换热器传热强化或增强传热是指通过对影响传热的各种因素的分析与计算,采取某些技术措施以提高换热设备的传热量或者在满足原有传热量条件下,使它的体积缩小.  换热器传热强化通常使用的手段包括三类:扩展传热面积(F);加大传热温差;提高传热系数(K).  1.扩展传热面积F.扩展传热面积是增加传热效果使用最多、最简单的一种方法.这种方法现在已经淘汰.现在使用最多的是通过合理地提高设备单位体积的传热面积来达到增强传热效果的目的,如在换热器上大量使用单位体积传热面积比较大的翅片管、波纹管、板翅传热面等材料.  2.加大传热温差△t.加大换热器传热温差△t是加强换热器换热效果常用的措施之一.但是,增加换热器传热温差△t是有一定限度的,我们不能把它作为增强换热器传热效果最主要的手段,使用过程中我们应该考虑到实际工艺或设备条件上是否允许.  3.增强传热系数(K).增强换热器传热效果最积极的措施就是设法提高设备的传热系数(K).换热器传热系数(K)值越低,换热器传热效果也就越差.换热器传热系数(K)值也就越高,换热器传热效果也就越好.  上述三方面增强传热效果的方法在换热器都或多或少的获得了使用,但是由于扩展传热面积及加大传热温差常常受到场地、设备、资金、效果的限制,不可能无限制的增强.所以,当前换热器强化传热的研究主要方向就是:如何通过控制换热器传热系数(K)值来提高换热器强化传热的效果.我们现在使用最多的提高换热器传热系数(K)值的技术就是:在换热器换热管中加扰流子添加物,通过扰流子添加物的作用,使换热器传热过程的分热阻大大的降低,并且最终来达到提高换热器传热系数(K)值的目的.  (1)换热器上扰流子强化传热的使用.为了提高换热器的传热系数,强化换热器的传热效率,国内外出现了多种强化元件及强化措施,主要包括在换热器中使用螺纹管、横纹管、缩放管、大导程多头沟槽管、整体双面螺旋翅片管以及互程技术在换热管中加扰流子来强化管内换热等.其中,在换热管中加扰流子添加物进行强化传热在工业上已使用了多年,它可以使换热器总的传热系数出现明显的提高,可以大大节省换热器的传热面积,降低设备重量,节约大量金属材料,它的许多优点已日益引起人们的重视.  (2)采用异形管.为了强化管束传热,在工程应用上已越来越广泛地采用异形管来代替圆管.如椭圆管、滴形管、透镜管等.其中以扁管和椭圆管应用最广.以椭圆矩形翅片管为例,经研究证明与圆管相比,由于椭圆管的流动性好,流动阻力小,且在相同的管横截面积下,椭圆管的传热周边比圆管长;从布置上讲在单位体积内可布置更多的管子,因此单位体积的传热量高.在满足一定换热量的前提下,换热器向着高效、紧凑的方向发展.强化传热技术的应用,国内研发了一些新型高效换热器如内凸肋管式换热器、螺旋式高效换热器。

3. 换热器的传热系数公式

具体步骤如下

①假定一侧壁温,如Tw1,

②由准则关系式求该侧传热系数a1,

③由下式计算该侧单位面积上换热量q1,

q1=a1(T1-Tw1),

④根据壁的热阻Rw用下式计算另一侧壁温Tw2,

Tw2=Tw1 -q1Rw,

⑤由准则关联式求得另一侧传热系数a2,

⑥计算另一侧的单位面积换量q2

q2=a2(Tm2-T2)。

如果假定壁温正确,则应该有q1=q2所以,当q1≠q2时,应该重新假定壁温再行计算,直到q1与q2基本相等为止。

4. 换热器传热系数公式是什么啊

一般汽水换热时,我们让高温气体走壳程,低温冷媒走管程。那么对于高温气体来讲,它的流动属于横掠管束流动,在这里我仅给出计算对流传热系数的公式:

Nu=C*Re^m,其中Nu为努赛尔特数,m是根据管径、管间距查表得出的修正系数;Re是表征流体流态的状态参数,雷诺数,Re=v*L/a(v为介质流速,L为特征长度,a为介质的导热系数)

而同时Nu=ht*L/a→ht=Nu*a/L,其中hc即为我们需要求的高温气体对流换热系数,W/(㎡K),其中a为气体的导热系数,根据设计的实际定性温度查表得出;L为特征长度,当流体横掠圆管时,我们一般取管外径。那么,通过上述计算步骤就可以求出高温气体的对流换热系数ht。

对于低温冷媒而言,它的流动可以认为是管内湍流,一般换热器我们设计的时候是选用直径16或者18的管子,当然这个是根据实际情况比如管材,流量,流体品质等等来决定。

管内湍流的传热模型较多,传热学史上也是众说纷纭,各有所长,我们一般推荐采用:

Nu=0.023*Re^0.8*Pr^n,其中Pr为流体的普朗特数,可根据定性温度查表,n为特征系数,流体被加热时n=0.4,流体被冷却时n=0.3;其余参数与上述相同,不再重复。

同样Nu=hc*L/a→hc=Nu*a/L,从而计算得出冷媒的对流传热系数,需要注意的是,这里的特征长度L为管内径。

换热器传热系数K的整合:

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

其中,Ri和Ro分别为管内和管外的污垢热阻,根据你实际的流体性质可查表;

RW为管壁的导热热阻,与管子本身的材质有关304和CS的就截然不同;

Ao/Ai为管热管的瓦表面积与内表面积之比,如果管子没有进行翅化,也可以简化为外径与内径之比;

f为肋面总效率,如果外表面没有进行翅化,则f=1

5. 换热器总的传热系数与哪些因素有关

目前主要采用下述措施:

1、研究应用强化传热技术,扩展传热面积和提高传热表面的传热性能;

2、改变换热器折流板结构(折流杆技术等)以提高壳程的传热膜系数,增加介质的湍流性,防止介质走短流;

3换热管内外表面防污垢技术(防污垢涂层技术).

4、应用数值传热技术的研究.目前研究应用强化传热技术是提高传热效率很有效的一种技术措施,本文主要讨论应用强化传热技术对换热器进行改进.所谓换热器传热强化或增强传热是指通过对影响传热的各种因素的分析与计算,采取某些技术措施以提高换热设备的传热量或者在满足原有传热量条件下,使它的体积缩小.

6. 换热器的操作及传热系数的测定

1、汽水换热:过热部分为800"1000W/m=. °C

饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速)含污垢系数。

水水换热为:K=767(1+V1+V2) (VI是管内流速,V2水壳程流速)含污

垢系数

实际运行还少有保守。有余量约10%

不同的流速、粘度和成垢物质会有不同的传热系数。K值通常在

800"2200W/m2 ・ °C 范围内。

列管换热器的传热系数不宜选太高,一般在800-1000 W/m:・ °C。

螺旋板式换热器的总传热系数(水一水)通常在1000~2000W/m‘・°C 范围内。

板式换热器的总传热系数(水(汽)一水)通常在3000~5000W/m:・°C 范围内。

7. 换热系数 公式

计算公式如下

热交换就是由于温差而引起的两个物体或同一物体各部分之间的热量传递过程。热交换一般通过热传导、热对流和热辐射三种方式来完成。

热交换又称换热。

热能从热流体间接(例如经过间壁)或直接传向冷流体的过程。

性质复杂,不但要考虑经过间壁的热传导,而且要考虑到间壁两边流体的对流传热,有时还须考虑到辐射传热。

在化学工业中常遇到的热交换问题,一般是温度不高,但种类很多,计算也很繁复。

工业中的换热方式主要有间壁式、蓄热式和混合式三种。

8. 套管式换热器的传热系数公式

在套管换热器环形截面内传热时的当量直径=4×流通截面/润湿周边,化简后等于外管内径-内管外径。所以当量直径为50-25=25