对流换热的描述正确的是
换热器计算的方法?
换热器计算的方法?
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:
NuC*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,Rev*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Nuht*L/a→htNu*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:
Nu0.023*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n0.4,流体被冷却时n0.3;其余参数与上述相同,不再重复。
同样Nuhc*L/a→hcNu*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,K1/{(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f1
为什么对流传热由导热和对流组成?
因为导热是物质的基本性质,绝热只是相对的,对流作用是随着液体或气体受热膨密度发生改变,温度高密度小的的上升,温度低密度带的下降。而气体或液体的运动本身存在扩散作用,加大了相互的接触面积提高了热交换律,而对流又本身也是热的传导作用,是上下温度趋于一致所以说对流换热是导热与对流的综合作用
传热方式是指转移热能(微观粒子的动能)的方法手段,目前通常说的就是题主说的这三种,明显它们各不相同,分别理解一下它们:
1热传导,这是最本质传热方式,它是通过热运动,相互粒子碰撞或者振动传导热能,在不同材料里可能主导的机理不太相同,通常有声子振动机理和电子碰撞机理,具体就太专业了,细节不了解。
2对流传热,这是一种类似机械运动,比如我们想象一辆汽车运动,里面装满了热能,可以运输到要求的地方,但是这些车里面的热能是如何装进去,又如何卸下来的,这部分内容不属于对流,可以用热传导装进去或者相变,或者其他,等等。
3热辐射,这本质上是一种量子运动(考虑波粒二像性),也就是电磁波运动,传递的是电磁能,但是通常在发射电磁波那头,有热能转换为电磁能,再通过电磁波运动传递到接受那头,那头又将电磁能转换为热能,相当于传递了热能。