作业帮列管换热器中汽水换热时传热系数K是取值还是计算 如果取值怎么取 如果计算怎么计算
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/07/17 02:30:16
列管换热器中汽水换热时传热系数K是取值还是计算 如果取值怎么取 如果计算怎么计算
请详细说明3个阶段的取值方法或者给出3个阶段的K值计算公式（顺便问一下给热系数怎么取值）
请详细说明3个阶段的取值方法或者给出3个阶段的K值计算公式（顺便问一下给热系数怎么取值）
楼主下午好：
关于你的问题两种做法都有,有些换热器的厂家是会根据以往经验以及实验室的实验效果来对K至进行评估,但是最根本的,应用于工业场合的换热器K值都是经过计算的出来的.就汽水换热器本身而言,两个参数制约着换热的传热系数K,即高温气体流动的对流换热系数hc以低温液体流动的对流换热系数ht,最后的换热器传热系数K值就是这两个参数以及气侧、水侧的污垢热阻的合成参数.
因为我不知道你说的列管式换热器是否经过翅化,我仅以我常设计的换热器进行举例,实际的情况你自己来做参考.
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,在杨世铭版的传热学上（第五章）是可以查到具体的流动换热过程的,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
详细的过程就是这样,比较繁琐,我个人设计中常用的,如果楼主有兴趣可以自己整理成excel的表格形式,或者用vb编一个简单的小程序把公式嵌套在里面,以后计算的时候就会方便很多,可能表述的有些繁琐,希望对你有所帮助,祝好~
关于你的问题两种做法都有,有些换热器的厂家是会根据以往经验以及实验室的实验效果来对K至进行评估,但是最根本的,应用于工业场合的换热器K值都是经过计算的出来的.就汽水换热器本身而言,两个参数制约着换热的传热系数K,即高温气体流动的对流换热系数hc以低温液体流动的对流换热系数ht,最后的换热器传热系数K值就是这两个参数以及气侧、水侧的污垢热阻的合成参数.
因为我不知道你说的列管式换热器是否经过翅化,我仅以我常设计的换热器进行举例,实际的情况你自己来做参考.
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,在杨世铭版的传热学上（第五章）是可以查到具体的流动换热过程的,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
详细的过程就是这样,比较繁琐,我个人设计中常用的,如果楼主有兴趣可以自己整理成excel的表格形式,或者用vb编一个简单的小程序把公式嵌套在里面,以后计算的时候就会方便很多,可能表述的有些繁琐,希望对你有所帮助,祝好~