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管壳式石墨换热器的传热分析

2021-05-21 16:25:04

管壳式石墨换热器的传热分析

由传热过程分析可知,单位时间内传热量如下式所示:Φ = KA △tm

可见,增大传热面积A 、传热系数K 和平均温差△ tm 都可以增大传热量Φ 。

1 增大传热面积

(1) 合理优化结构,如采用合适的内外导流筒,增大有效传热面积。

(2) 增大传热的扩展表面,如在管内外增加肋片或翅片,提高单位容积内设备的换热面积来增强换热。

(3) 将管壳式石墨换热器串联增大换热面积。

2 增大传热平均温差

传热平均温差的大小主要由冷热两种流体的温度所决定,当两边流体均为变温的情况下,应当尽可能考虑从结构上采用逆流和接近逆流的流向以得到较大的△ tm 值。

3   增大传热系数

传热过程中,各热阻与总传热系数关系如下


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式中: R ———总传热热阻, (m2·K)PW;

K ———总传热系数, WP(m2·K)

Ao ———管外的面积, m2 ;

hi ———管内的对流换热系数, WP(m2·K) ;

Ai ———管内的面积, m2 ;

Ri ———管内的污垢热阻, (m2·K)PW;

ho ———管外的对流换热系数, WP(m2·K) ;

Ro ———管外的污垢热阻, (m2·K)PW;

ηo ———肋面总效率(如果表面未肋化, 则η°= 1 ) ;

R w———管壁的导热热阻, (m2·K)PW。

要增大总传热系数,就要设法减小对K 值影响较大的项。如果污垢热阻较大时, 则应主要考虑如何防止或延缓垢层的形成或使污垢层清洗方便当hi 和ho 差别不大时,能同时提高两流体的对流换热系数; 而当两者差别较大时,要设法增大换热系数较小的一项。


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