(影响换热器总传热系数的原因.docxVIP

1L: 1、结构；2、介质；3、运行参数2L: 传热系数的大小与冷热流体的性质、换热的操作条件（如流速、温度等）、传热面的结垢状况以及换热器的结构和尺寸等许多因素有关。对流传热十分复杂，垢层热阻又难以确定，因此传热系数的计算值与实际值往往相差较大。在设计换热器时，最好有实测值或生产中积累的经验数据作为参考。3L: 换热器的总传热系数主要与换热管两侧的膜传热系数和换热管的热阻有关，因而换热器的总传热系数与下列参数有关：1.换热管、壳程流体的物性数据（粘度、表面张力、密度等）；2.换热管、壳程流体的流速有关；3.换热管的热阻有关。4L: 在传热基本方程式Q=KAΔtm中，传热量Q是生产任务所规定的，温度差Δtm之值由冷、热流体进、出换热器的始、终温度决定，也是由工艺要求给出的条件，则传热面积A之值与总传热系数K值密切相关，因此，如何合理地确定K值，是设计换热器中的一个重要问题。 目前，总传热系数K值有三个来源：一是选取经验值，即目前生产设备中所用的经过实践证实并总结出来的生产实践数据；二是实验测定K值；三是计算。 在传热计算中，如何合理地确定K值，是设计换热器中的一个重要问题。而在设计中往往参照在工艺条件相仿、类似设备上所得较为成熟的生产数据作为设计依据。工业生产用列管式换热器中总传热系数值的大致范围见表4-10 列管式换热器中K值大致范围 热流体 冷流体 总传热系数，K W/m2·K 水 水 850～1700 轻油 水 340～910 重油 水 60～280 气体 水 17～280 水蒸汽冷凝 水 1420～4250 水蒸汽冷凝 气体 30～300 低沸点烃类蒸汽冷凝(常压) 水 455～1140 高沸点烃类蒸汽冷凝(减压) 水 60～170 水蒸汽冷凝 水沸腾 2000～4250 水蒸汽冷凝 轻油沸腾 455～1020 水蒸汽冷凝 重油沸腾 140～425 总传热系数的计算 前述确定K值的方法虽然简单，但往往会因具体条件不完全符合所设计的情况，而影响到设计的可靠性。所以，还必须对传热过程进行理论上的分析，以了解各种因素对传热过程的影响，从而建立起计算总传热系数K的定量式。这样可将理论计算值与生产过程的经验值或现场测定值互相核对、互相补充，最后得出一个比较符合客观实际的K值，以用来进行生产设备的设计。 如图4-23所示，两流体通过金属壁的传热包括以下过程： (1)热流体以对流传热的方式将热量传给管壁一侧； (2)通过管壁的热传导； (3)由管壁另一侧以对流传热的方式将热量传给冷流体。 上述过程可表示如下 热流体一侧的对流传热量?通过管壁传导的热量 冷流体一侧的对流传热量 对于稳定传热过程 Q1=Q2=Q3=Q 式中?a1、a2-----分别为热、冷流体的对流传热系数，W/m2·℃； T、 t-----分别为热、冷流体的温度，℃； ?Tw、tw-----分别为热、冷流体侧的壁面温度，℃； ?A1、A2-----分别为热、冷流体侧的传热面积，m2； ?Am-----金属壁的对数平均面积，m2； ?λ-----传热壁的导热系数，W/m·℃； b-----传热壁厚度，m。 整理式(4-41)、(4-41a) 、(4-41b)并相加可得 式(4-42)与传热基本方程式Q=KAΔtm比较得?当传热面为圆筒壁时，A1≠A2≠Am，这时总传热系数K则随所取的传热面不同而异。若发传热面A=A1，则式(4-43)可写成 式中K1称为以传热面A1为基准的总传热系数。 同理，总传热系数亦可以传热面A=A2，则式(4-43)可写为?式中K2称为以传热面A2为基准的总传热系数。 若传热面A= Am，相应的计算式为 式中Km称为以传热面Am为基准的总传热系数。 由式(4-43a)、(4-43b)、(4-43c)可见，由于取的传热面不同而K值亦不同，即K1≠K2≠Km，但K1A1=K2A2=KmAm，而 Q= K1A1Δtm = K2A2Δtm = KmAmΔtm 对圆管?式中L为管长，m。 当传热面为平壁时，A1=A2=Am=A，则式(4-43)为 或 当壁阻b/λ较1/a1、1/a2小得多时，则b/λ可忽略，这时总传热系数可简化成下式 对以下几种情况可以简化 (1)管壁较薄或管径较大者，即对d外/d内2者，可近似取A1=A2=Am，则圆筒壁可近似当成平壁计算。 (2)当a1a2,且壁阻亦可忽略不计时，则 ?Q= K1A1Δtm= a1A2Δtm 同理，当a2a1，壁阻可忽略不计时，则 ?Q= K2A2Δtm= a2AΔtm??　5L: 根据总传热系数公式可以看出跟1、管程膜传热系数2、管壳程热阻和管壁热阻3、壳程传热系数1、管程膜传热系数于雷诺数，普朗特数，粘度修正系数等有关系?雷诺数由流体流速，流体密度，管直径和流体动力粘度决定?普朗特殊由流体热熔