翅片换热器传热系数
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翅片换热器传热系数ABRAHAM LAPIN and W. FRED SCHURIGI Polytechnic Institute of Brooklyn, Brooklyn 1, N. Y.许多方程来源于实验数据,同时提出了有交叉流动的热交换器的设计。
对关于换热器行数的总传热影响,进行了图示作为参考.翅片管在热交换器中的使用有了迅速增长。
当内部传热系数比外面的系数极大时,它经常被实际增加一定数量的外表面来为低外系数进行补偿。
许多研究人员都对翅片管的传热进行研究。
因为对可能的翅片类型的安排有非常大的数量,大多数研究都局限于特定条件。
实验设备与程序设备金属板材风管横截面为 30x12 3/4 英寸。
上部是固定的,但较低的部分,可提高或降低容纳一个可变数目的排。
这下部分(进口)进行拟合有5英寸空气校正叶片可助均匀分布的空气线圈。
传热表面(台风的空气调节股份有限公司)。
每个单元有八个翅片管manifolded 在一起以并行方式进行。
5 / 8英寸 0.dx0.025英寸铜管11/2英寸 0.dx0.018英寸轧花8每英寸,30英寸翅翅片长度Ao/Ai=16.30,Ao=2.44平方英尺翅片管直径= 2.41.248平方英尺,空气流面积最小这些铝管的用途,则被关在一个长方形的30×12 3/4英寸的帧。
一个3/4设备橡胶障板安放在沿一侧的框架。
翅片管相邻本遮光罩一个侧和框架本身上另一边。
该框架结构允许一个交错管的安排通过简单地转弯连续排对单位180度的另一个。
一台吹风机提供空气供给在逆流而上空调管道内结束。
测量 水流量用校准过的转子流量计。
空气流量是用一个托马斯米测量,其中包括四个帧开口用1.134 镍铬合金 欧姆/英尺,有一个总电阻每一个约25欧姆。
流动的空气用仪表测量通过一系列的圆盘和圆环折流板顺流混合。
温度进行了测量精确温度计刻度为0.1 C 。
每一个温度计的位置了经过精心挑选的,确保读出正确的总体温度。
翅片管换热器传热计算摘要:换热器传热壁两侧流体的传热膜系数相差较大时,换热器的总传热系数将主要取决于较小的流体的传热系数,为了提高换热器的传热能力,可在传热膜系数小的一侧加翅片管。
影响翅片管表面强化传热的主要因素是翅片高度、翅片节距以及翅片材料的导热系数等,而翅片管翅根直径、管束的纵向节距和横向节距对翅片侧流体的流动阻力的影响很大。
翅片侧流体通过管排的压力降与翅片管纵向管排数成正比,而当纵向管排数大于4排时,管排数量对传热系数没有明显影响。
关键词:翅片效率;努塞尔数;传热系数;压力降换热器传热壁两侧流体的传热膜系数相差较大时,换热器的总传热系数将主要取决于较小的流体的传热系数。
为了提高换热器的传热能力,可在传热膜系数小的一侧加翅片。
如一侧流体是传热膜系数较小的气体,另一侧是传热膜系数较大的液体,这时就可以在传热膜系数较小的气体一侧加装翅片。
1计算条件一台翅片管换热器,管程走导热油,设计温度278℃。
壳程走空气,温度从20℃升到180℃,空气的流量为60kg/s,壳程的压降控制在600Pa以下。
2计算方法2.1计算翅片管的传热面积和流动通道翅片的表面积翅片之间的管表面积翅片管总表面积A=AF+AW=5242.8589+359.68682=5602.5457 m2由于P<x,则穿过nt根管的最小流动面积为:Smin=2ntL(x-P3)=2×26×6.8×(0.1369356-0.0917878)=15.964262m22.2计算翅片管的传热系数Vmax=M/(Sminρ)=60/(15.964262×0.9)=4.1759944m/sRe=VmaxDrρ/μ=4.1759944×0.038×0.9/0.000022=6491.7731Pr=cpμ/λ=1021.6×0.000022/0.031=0.7250065由于l/Dr=0.018/0.038=0.47,翅片管为高翅管,则努塞尔数:管排平均传热系数2.3翅片管传热方程管壁温度与流体温度的温差:换热器需要的换热量:Q=MCp(T2-T1)=60×1021.6×(180-20)=9807360 J/sQ计>Q,换热器满足要求。
空调翅⽚换热器的传热系数该如何计算?如何最优化?⼀:换热器传热系数⼀般计算公式关于换热器的传热系数,很多业界⼈⼠做过研究,介质不同传热系数也不同,⼀般的经验是:冷流体热流体总传热系数K,W/(m2.℃)⽔⽔850~1700⽔⽓体17~280⽔有机溶剂 280~850⽔轻油340~910⽔重油60~280有机溶剂有机溶剂115~340⽔⽔蒸⽓冷凝1420~4250⽓体⽔蒸⽓冷凝30~300⽔低沸点烃类冷凝455~1140⽔沸腾⽔蒸⽓冷凝2000~4250轻油沸腾⽔蒸⽓冷凝455~1020备注: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·℃范围内。
列管换热器的传热系数不宜选太⾼,⼀般在800-1000W/m2·℃。
螺旋板式换热器的总传热系数(⽔—⽔)通常在1000~2000W/m2·℃范围内。
板式换热器的总传热系数(⽔(汽)—⽔)通常在3000~5000W/m2·℃范围内。
⼆:制冷剂系统翅⽚式换热器设计及计算制冷剂系统的换热器的传热系数可以通过⼀系列实验关联式计算⽽得,现在多⽤实验关联式进⾏计算。
之前的传热研究多对于之前常⽤的制冷剂,如R12,R22,R717,R134a 等,现在对于R290、R410A也有研究。
按照传热过程,换热器传热量的计算公式为:但⼀些换热器中会带有肋⽚(⽆论是翅⽚式还是壳管式),换热器表⾯会有污垢,引⼊污垢系数,对于蒸发器还有析湿系数,在设计计算时,⼀般以换热器外表⾯为基准计算传热,所以对于翅⽚式蒸发器表述为:适⽤于R134a 制冷剂和R410A制冷剂蒸发器的计算:这个公式⽐较复杂,所需参数⽐较多,⽽且计算时需要假设热流q 来进⾏迭代计算,但经过计算对⽐发现,可以在上⼀个公式的基础上再乘以⼀个系数,经推算为1.05,就可以将上⼀个公式⽤于R134a。
冷柜⼯况的管内侧换热系数不到1000 W/(m2.C)(R22),这和制冷剂质量流速有关,有研究⼈员⽤Kandlikar 关联式通过计算机模拟得出了R134a 不同质量流速下的换热特征(空调⼯况),见下图:下⾯,⼩编再分享⼀些教科书进⾏计算的参数:三:标准中翅⽚换热器传热系数如何得出?最后,我们来看下现⾏标准JB/T7659.4中翅⽚换热器的传热系数是怎么得出的?1、传热系数的计算⽅法换热器热⼯计算的基本公式是:式中,Φ是换热量,单位:Wk是传热系数,单位:W/(㎡·K)A是换热表⾯积,单位:㎡t1、t2分别是两种换热流体的温度,单位:K(开⽒温度)Δt 是换热温差,单位:K根据公式(1),那么传热系数k的公式如下:要算出翅⽚式换热器的传热系数k,就要先算出换热量Φ、换热⾯积A、换热温差Δt。
翅片换热器传热系数翅片换热器是一种常见的传热设备,用于实现固体和气体或液体的传热。
它的传热效果受到多种因素的影响,其中一个重要的因素就是传热系数。
本文将详细介绍翅片换热器传热系数的相关知识,包括传热系数的定义、影响传热系数的因素和提高传热系数的方法等。
一、传热系数的定义传热系数是指在单位时间内,单位面积的热量传递到介质中所需要的温度差。
在翅片换热器中,传热系数是描述热量从翅片表面经过翅片墙面和流体边界层传递到流体中的能力。
二、影响传热系数的因素1.翅片的形状和尺寸:翅片的形状和尺寸对传热系数有很大的影响。
翅片的面积越大,传热系数越大;翅片的长度越短,传热系数越小。
此外,翅片的形状也会影响传热系数,一般来说,翅片的形状越复杂,传热系数越大。
2.材料的热导率:材料的热导率决定了热量传递的能力。
热导率越高,传热系数越大。
3.流体的性质:流体的性质对传热系数也有很大的影响。
流体的热导率、密度和黏度等物理性质将直接影响传热系数。
一般来说,流体的热导率越大,传热系数越大;流体的密度越小,传热系数越大。
此外,流体的流速也会对传热系数产生影响,流速越大,传热系数越大。
4.温度差:温度差是传热的驱动力,温度差越大,传热系数越大。
三、提高传热系数的方法1.选择合适的翅片形状和尺寸:选择合适的翅片形状和尺寸是提高传热系数的关键。
一般来说,翅片的形状越复杂,表面积越大,传热系数越大。
此外,选择合适的翅片长度也是提高传热系数的重要手段。
2.优化翅片材料:选择高热导率的材料可以有效提高传热系数。
例如,铜和铝等金属具有较高的热导率,可以用于制造翅片。
3.提高流体的流速:提高流体的流速是提高传热系数的有效方法之一、通过增加流体的流速,可以增加传热表面的对流传热,从而提高传热系数。
4.优化流体的物理性质:选择具有较高热导率、较小密度和较小黏度的流体可以提高传热系数。
此外,增加流体的温度也可以提高传热系数。
五、总结翅片换热器传热系数是实现有效传热的关键因素之一、影响传热系数的因素包括翅片的形状和尺寸、材料的热导率、流体的性质和温度差等。
昆山翅片式换热器参数昆山翅片式换热器是一种常用的换热设备,具有高效率、紧凑的特点,广泛应用于工业生产过程中的热能转移。
下面将按照列表的形式,详细介绍昆山翅片式换热器的参数。
一、翅片式换热器的工作原理翅片式换热器利用翅片的增大换热面积,提高换热效率,实现热能的传递。
工作过程中,热介质流经翅片管道,通过与外部空气或冷却介质接触,将热量传递给空气或冷却介质,以达到降温或加热的目的。
二、常见翅片式换热器的参数1. 换热面积:翅片式换热器的换热面积是衡量其换热能力的关键指标。
通常以平方米(㎡)为单位来表示。
2. 翅片高度和翅片片距:翅片高度指的是翅片的垂直长度,一般以毫米为单位。
翅片片距是指相邻两个翅片之间的距离,也是以毫米为单位。
3. 翅片材料和制造工艺:翅片式换热器的翅片通常采用铝合金、不锈钢等材料制作。
制造工艺主要包括翅片的精确安装和密封,以确保热量传递效果和耐久性。
4. 管道材料和规格:换热器的管道通常采用铜、不锈钢等耐高温、耐腐蚀的金属材料。
管道规格主要由管道直径和管道壁厚决定。
5. 翅片式换热器的热效率:热效率是指换热器在工作过程中实际传递热量与理论传递热量之间的比值。
热效率越高,换热器的换热能力越强。
6. 压降和传热系数:压降是指流体通过换热器时产生的压力损失,单位一般为帕斯卡(Pa)。
传热系数是指换热器传递单位面积上的热量。
压降和传热系数是评价换热器性能的重要指标,需要根据具体的工艺要求进行选择。
7. 温差:温差是指热流体进出口温度之间的差值。
较大的温差意味着更高的换热效果。
三、翅片式换热器的应用领域翅片式换热器广泛应用于石油化工、电力、制冷、空调、采暖等行业,用于加热和冷却工艺流体、气体和液体。
常见的应用领域包括化工过程中的冷却和加热、空调系统中的室外机换热、汽车发动机冷却等。
综上所述,昆山翅片式换热器是一种高效、紧凑的换热设备,具有多种参数,包括换热面积、翅片高度、翅片材料等。
它在许多行业中发挥着重要作用,通过提高热能转移效率,实现热能的转移和利用,为工业生产提供了可靠的支持。
制冷剂系统翅片式换热器设计及计算制冷剂系统的换热器的传热系数可以通过一系列实验关联式计算而得,这是因为在这类换热器中存在气液两相共存的换热过程,所以比较复杂,现在多用实验关联式进行计算。
之前的传热研究多对于之前常用的制冷剂,如R12,R22,R717,R134a等,而对于R404A和R410A的,现在还比较少。
按照传热过程,换热器传热量的计算公式为:Q=KoFΔtm (W)Q—单位传热量,WKo—传热系数,W/(m2.C)F—传热面积,m2Δtm—对数平均温差,CΔtmax—冷热流体间温差最大值,对于蒸发器,是入口空气温度—蒸发温度,对于冷凝器,是冷凝温度—入口空气温度。
Δtmin—冷热流体间温差最小值,对于蒸发器,是出口空气温度—蒸发温度,对于冷凝器,是冷凝温度—出口空气温度。
传热系数K值的计算公式为:K=1/(1/α1+δ/λ+1/α2)但换热器中用的都是圆管,而且现在都会带有肋片(无论是翅片式还是壳管式),换热器表面会有污垢,引入污垢系数,对于蒸发器还有析湿系数,在设计计算时,一般以换热器外表面为基准计算传热,所以对于翅片式蒸发器表述为:Kof--以外表面为计算基准的传热系数,W/(m2.C)αi—管内侧换热系数,W/(m2.C)γi—管内侧污垢系数,m2.C/kWδ,δu—管壁厚度,霜层或水膜厚度,mλ,λu—铜管,霜或水导热率,W/m.Cξ,ξτ—析湿系数,考虑霜或水膜使空气阻力增加系数,0.8-0.9(空调用亲水铝泊时可取1)αof—管外侧换热系数,W/(m2.C)Fof—外表面积,m2Fi—内表面积,m2Fr—铜管外表面积,m2Ff—肋片表面积,m2ηf—肋片效率,公式分析:从收集的数据(见后表)及计算的结果来看,空调工况的光滑铜管内侧换热系数在2000-4000 W/(m2.C)(R22取前段,R134a取后段,实验结果表明,R134a的换热性能比R22高)之间。
因为现在蒸发器多使用内螺纹管,因此还需乘以一个增强因子1.6-1.9。
翅片换热器传热系数翅片换热器是一种常见的传热设备,用于增加传热表面积,提高传热效率。
传热系数是评价传热性能的重要参数之一,在翅片换热器设计和优化中起着关键的作用。
本文将详细介绍翅片换热器传热系数的定义、影响因素以及传热系数的计算方法。
翅片换热器传热系数受到多种因素的影响,包括流体性质、流体流速、翅片形状和尺寸等。
首先,流体性质对传热系数有很大的影响。
传热介质的热导率和动力粘度决定了能量传递的速率,因此直接影响传热系数的大小。
其次,流体流速也是影响传热系数的重要因素。
当流体流速增加时,流体与翅片之间的对流传热增强,导致传热系数的增加。
此外,翅片的形状和尺寸也影响传热系数。
翅片的形状决定了翅片与流体之间的传热面积和流动阻力,而翅片的尺寸则决定了翅片之间的间隙大小,直接影响传热效果。
计算翅片换热器传热系数的方法有很多,常用的方法包括经验公式法、数值模拟法和试验测量法。
经验公式法是一种简单而实用的方法,可以用于初步估算传热系数。
常用公式包括Dittus-Boelter公式、Sieder-Tate公式和Gnielinski公式等。
这些公式根据研究者对流动形式和传热机制的理解,通过分析实验数据得到的经验公式,适用于不同的工况和翅片形状。
数值模拟法是一种计算机辅助的方法,可以通过数学模型对流动和传热进行模拟,得到传热系数的数值结果。
这种方法能够更准确地预测传热性能,但需要进行复杂的计算和模拟。
试验测量法是一种直接测量传热系数的方法,通过在实验设备中进行传热实验,测量流体的温度差和传热功率来计算传热系数。
这种方法最为准确,但成本较高且需要一定的实验设备和技术支持。
综上所述,翅片换热器传热系数是衡量传热性能的重要参数,其大小受到多种因素的影响。
通过合理选择流体、优化翅片形状和尺寸等措施,可以提高传热系数,进而提高翅片换热器的传热效率。
在实际应用中,需要综合考虑传热效率、成本和设备运行要求等因素,进行合理的设计和选择。
板翅式换热器的设计计算板翅式换热器是一种高效的热交换设备,广泛应用于石油、化工、电力、冶金和船舶等行业。
设计计算是确保换热器能够满足工艺要求的重要环节。
下面将从换热器的基本原理、设计计算流程以及重要参数的计算方法三个方面详细介绍板翅式换热器的设计计算。
一、基本原理板翅式换热器由一系列平行排列的金属翅片和板片组成,通过翅片与板片之间形成的通道进行热传递。
热流经过翅片时,翅片的薄壁将热量传递给流体,使之升温,同时冷却流体使之降温。
换热器的设计目标是使流体在热交换过程中温差最小,换热面积最大。
二、设计计算流程1.确定换热器的工艺参数,如设计流量、进出口温度、压力损失要求等。
2.选择合适的换热器型号和规格。
3.计算换热面积:根据热传导原理,换热面积与传热系数成正比,与温差和热交换流体的流速成反比。
可以利用换热器的选型手册或经验公式计算换热面积。
4.计算传热系数:传热系数反映了流体与换热面之间传热的速率。
通过流体的流速、物性、管道的材质和换热器的结构等参数来计算传热系数。
5.计算换热器的压降:通过流体流过换热器时产生的阻力和流速来计算压降。
一般要求换热器的压降控制在一定范围内,以确保流体的流动和换热效果。
6.判断换热器的适用性:根据计算结果判断换热器是否满足工艺要求。
如不满足,需重新调整参数,重新计算,直至满足要求为止。
三、重要参数的计算方法1.换热面积(A)的计算方法:A=Q/(u*ΔTm)其中,Q为传热量,u为传热系数,ΔTm为平均温差。
2.传热系数(u)的计算方法:u=k/(s/δ)其中,k为热导率,s为板翅的壁厚,δ为流体的热边界层厚度。
3.压降(ΔP)的计算方法:ΔP=(f*L*ρ*v^2)/(2*D*De)其中,f为摩阻系数,L为流道长度,ρ为流体的密度,v为流体的流速,D为换热流体通道的有效直径,De为流体通道的有效等效直径。
以上是板翅式换热器设计计算的一般步骤和常用参数的计算方法,通过合理选择和计算这些参数,可以确保换热器的性能满足工艺要求,实现高效的热交换。
翅片管换热器的主要技术参数翅片管换热器的主要技术参数1. 引言翅片管换热器是一种常见的换热设备,其主要作用是通过翅片管的散热和换热功能,实现热量的传递和温度的调节。
翅片管换热器被广泛应用于工业生产中,包括化工、石油、电力等领域。
了解翅片管换热器的主要技术参数对于设计和运营人员来说至关重要,因此在本文中,我将详细介绍翅片管换热器的主要技术参数,并对其进行全面评估。
2. 翅片管换热器的主要技术参数2.1 散热面积翅片管换热器的散热面积是一个非常重要的技术参数。
它直接影响着换热效率和性能,通常用于评估散热器在一定工况下的换热能力。
散热面积的大小取决于翅片管换热器的设计尺寸和结构,同时也受到换热介质的流速、温度和物性参数的影响。
在实际应用中,需要对散热面积进行精确计算和评估,以保证换热器的正常运行和高效工作。
2.2 翅片间距翅片管换热器的翅片间距也是一个关键的技术参数。
翅片间距的大小直接影响着翅片管内流体的流动阻力和换热传递效率。
通常情况下,较小的翅片间距可以增加流体的湍流程度,进而提高换热传递效率,但也会增加流体的流动阻力;而较大的翅片间距则可以降低阻力,但换热效果会相应减弱。
在实际设计和运行中,需要对翅片间距进行合理选择和调节,以实现最佳的换热效果和能耗控制。
2.3 温差翅片管换热器的温差是指散热剂和换热剂之间的温度差,也是一个重要的技术参数。
温差的大小直接影响着翅片管换热器的换热速率和温度调节能力。
通常情况下,较大的温差可以提高换热速率,但也会增加能耗和运行成本;而较小的温差则可以降低能耗,但换热速率会相应减弱。
在实际应用中,需要对温差进行合理控制和调节,以实现能耗和换热效率的平衡。
3. 总结通过本文的介绍和评估,我对翅片管换热器的主要技术参数有了更深入和全面的了解。
熟悉这些技术参数,可以帮助我更好地设计和运行翅片管换热器,提高生产效率和降低能耗成本。
在实际应用中,需要根据具体的工艺条件和要求,合理选择和调节这些技术参数,以实现最佳的换热效果和运行性能。
板翅式换热器计算公式1.换热功率的计算公式:Q = U × A × ΔTlm其中,Q为换热功率(单位为瓦特),U为传热系数(单位为瓦特/平方米·摄氏度),A为换热面积(单位为平方米),ΔTlm为对数平均温差(单位为摄氏度)。
2.对数平均温差的计算公式:ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2)/ ln(ΔT1/ΔT2)其中,ΔT1为热流体的入口温度与冷流体的出口温度的温差(单位为摄氏度),ΔT2为热流体的出口温度与冷流体的入口温度的温差(单位为摄氏度)。
3.传热系数的计算公式:U = 1 / ((1 / hi) + (δ / λ) + (1 / ho))其中,U为传热系数(单位为瓦特/平方米·摄氏度),hi为内部流体的传热系数(单位为瓦特/平方米·摄氏度),ho为外部流体的传热系数(单位为瓦特/平方米·摄氏度),δ为金属板厚度(单位为米),λ为金属板的热导率(单位为瓦特/米·摄氏度)。
4.内部流体的传热系数的计算公式:hi = α ×(Pr / Prw)^0.33 × (μ / μw)^0.14其中,hi为内部流体的传热系数(单位为瓦特/平方米·摄氏度),α为内部流体的对流换热系数(单位为瓦特/平方米·摄氏度),Pr为内部流体的普朗特数,Prw为内部流体在壁温度下的普朗特数,μ为内部流体的动力黏度(单位为帕秒),μw为内部流体在壁温度下的动力黏度(单位为帕秒)。
5.外部流体的传热系数的计算公式:ho = α × (Nu / Nuw)× (μw / μ)^0.17其中,ho为外部流体的传热系数(单位为瓦特/平方米·摄氏度),α为外部流体的对流换热系数(单位为瓦特/平方米·摄氏度),Nu为外部流体的努塞尔数,Nuw为外部流体在壁温度下的努塞尔数,μw为外部流体在壁温度下的动力黏度(单位为帕秒),μ为外部流体的动力黏度(单位为帕秒)。
翅片式换热器的设计及计算
1.传热面积的计算:传热面积是决定换热效果的重要参数之一、根据
热负荷和传热系数等参数,可以计算出所需的传热面积。
2.翅片间距的选择:翅片间距的选择与换热效果和翅片堵塞的防止有关。
一般来说,翅片间距越小,传热效果越好,但也容易造成堵塞。
因此,在设计中需要综合考虑。
3.翅片形状和尺寸的确定:翅片的形状和尺寸直接影响传热效果。
通
常采用矩形或三角形的翅片形状,根据具体的流体参数和传热需求,选择
合适的翅片尺寸。
4.翅片材料的选择:翅片材料需要具备良好的导热性、耐腐蚀性和耐
磨性。
根据工作条件和介质的特性,选择合适的材料来保证设备的使用寿
命和换热效果。
5.流体动力学的计算:流体动力学参数对换热效果同样至关重要。
在
设计中,需要计算流体的流速、流量、压降等参数,以保证设备的正常运行。
换热器的设计还需要考虑换热器的布局和结构,包括热交换介质的进
出口、流体流向、换热器的管道连接和支撑等。
通过合理的设计,可以确
保换热器在操作中的稳定性和高效性。
在换热器的计算中,一般会采用传热方程、流体力学方程和换热器的
经验关联式等方法来进行。
具体的计算过程会涉及到传热系数、传热面积、温度差、流体速度、流体的物性等参数。
同时,在计算中还需要考虑换热器的效率、热损失、能耗等因素,以评估和优化设备的设计方案。
综上所述,翅片式换热器的设计及计算是一门复杂的工程学科,需要综合考虑传热、流体动力学、材料等多个方面的因素。
通过合理的设计和精确的计算,可以确保换热器的性能和效果,满足工业热交换的需求。
制冷剂系统翅片式换热器设计及计算制冷剂系统的换热器的传热系数可以通过一系列实验关联式计算而得,这是因为在这类换热器中存在气液两相共存的换热过程,所以比较复杂,现在多用实验关联式进行计算。
之前的传热研究多对于之前常用的制冷剂,如R12,R22,R717,R134a等,而对于R404A和R410A的,现在还比较少。
按照传热过程,换热器传热量的计算公式为:Q=KoFΔtm (W)Q—单位传热量,WKo—传热系数,W/(m2.C)F—传热面积,m2Δtm—对数平均温差,CΔtmax—冷热流体间温差最大值,对于蒸发器,是入口空气温度—蒸发温度,对于冷凝器,是冷凝温度—入口空气温度。
Δtmin—冷热流体间温差最小值,对于蒸发器,是出口空气温度—蒸发温度,对于冷凝器,是冷凝温度—出口空气温度。
传热系数K值的计算公式为:K=1/(1/α1+δ/λ+1/α2)但换热器中用的都是圆管,而且现在都会带有肋片(无论是翅片式还是壳管式),换热器表面会有污垢,引入污垢系数,对于蒸发器还有析湿系数,在设计计算时,一般以换热器外表面为基准计算传热,所以对于翅片式蒸发器表述为:Kof--以外表面为计算基准的传热系数,W/(m2.C)αi—管内侧换热系数,W/(m2.C)γi—管内侧污垢系数,m2.C/kWδ,δu—管壁厚度,霜层或水膜厚度,mλ,λu—铜管,霜或水导热率,W/m.Cξ,ξτ—析湿系数,考虑霜或水膜使空气阻力增加系数,0.8-0.9(空调用亲水铝泊时可取1)αof—管外侧换热系数,W/(m2.C)Fof—外表面积,m2Fi—内表面积,m2Fr—铜管外表面积,m2Ff—肋片表面积,m2ηf—肋片效率,公式分析:从收集的数据(见后表)及计算的结果来看,空调工况的光滑铜管内侧换热系数在2000-4000 W/(m2.C)(R22取前段,R134a取后段,实验结果表明,R134a的换热性能比R22高)之间。
因为现在蒸发器多使用内螺纹管,因此还需乘以一个增强因子1.6-1.9。
翅片换热器传热系数ABRAHAM LAPIN and W. FRED SCHURIGI Polytechnic Institute of Brooklyn, Brooklyn 1, N. Y.许多方程来源于实验数据,同时提出了有交叉流动的热交换器的设计。
对关于换热器行数的总传热影响,进行了图示作为参考.翅片管在热交换器中的使用有了迅速增长。
当内部传热系数比外面的系数极大时,它经常被实际增加一定数量的外表面来为低外系数进行补偿。
许多研究人员都对翅片管的传热进行研究。
因为对可能的翅片类型的安排有非常大的数量,大多数研究都局限于特定条件。
实验设备与程序设备金属板材风管横截面为 30x12 3/4 英寸。
上部是固定的,但较低的部分,可提高或降低容纳一个可变数目的排。
这下部分(进口)进行拟合有5英寸空气校正叶片可助均匀分布的空气线圈。
传热表面(台风的空气调节股份有限公司)。
每个单元有八个翅片管manifolded 在一起以并行方式进行。
5 / 8英寸 0.dx0.025英寸铜管11/2英寸 0.dx0.018英寸轧花8每英寸,30英寸翅翅片长度Ao/Ai=16.30,Ao=2.44平方英尺翅片管直径= 2.41.248平方英尺,空气流面积最小这些铝管的用途,则被关在一个长方形的30×12 3/4英寸的帧。
一个3/4设备橡胶障板安放在沿一侧的框架。
翅片管相邻本遮光罩一个侧和框架本身上另一边。
该框架结构允许一个交错管的安排通过简单地转弯连续排对单位180度的另一个。
一台吹风机提供空气供给在逆流而上空调管道内结束。
测量 水流量用校准过的转子流量计。
空气流量是用一个托马斯米测量,其中包括四个帧开口用1.134 镍铬合金 欧姆/英尺,有一个总电阻每一个约25欧姆。
流动的空气用仪表测量通过一系列的圆盘和圆环折流板顺流混合。
温度进行了测量精确温度计刻度为0.1 C 。
每一个温度计的位置了经过精心挑选的,确保读出正确的总体温度。
翅片换热器传热系数
ABRAHAM LAPIN and W. FRED SCHURIG
I Polytechnic Institute of Brooklyn, Brooklyn 1, N. Y.
许多方程来源于实验数据,同时提出了有交叉流动的热交换器的设计。
对关于换热器行数
的总传热影响,进行了图示作为参考.
翅片管在热交换器中的使用有了迅速增长。
当内部传热系数比外面的系数极大时,它经常被实际增加一定数量的外表面来为低外系数进行补偿。
许多研究人员都对翅片管的传热进行研究。
因为对可能的翅片类型的安排有非常大的数量,大多数研究都局限于特定条件。
实验设备与程序
设备金属板材风管横截面为 30x12 3/4 英寸。
上部是固定的,但较低的部分,可提高或降低
容纳一个可变数目的排。
这下部分(进口)进行拟合有5英寸空气校正叶片可助均匀分布的空气线圈。
传热表面(台风的空气调节股份有限公司)。
每个单元有八个翅片管manifolded 在一起以并行方式进行。
5 / 8英寸 0.dx0.025英寸铜管
11/2英寸 0.dx0.018英寸轧花
8每英寸,30英寸翅翅片长度
Ao/Ai=16.30,Ao=2.44平方英尺
翅片管直径= 2.4
1.248平方英尺,空气流面积最小
这些铝管的用途,则被关在一个长方形的30×12 3/4英寸的帧。
一个3/4设备橡胶障板安放在沿
一侧的框架。
翅片管相邻本遮光罩一个侧和框架本身上另一边。
该框架结构允许一个交错管的安排通过简单地转弯连续排对单位180度的另一个。
一台吹风机提供空气供给在逆流而上空调管道内结束。
测量 水流量用校准过的转子流量计。
空气流量是用一个托马斯米测量,其中包括四个帧开口用1.134 镍铬合金 欧姆/英尺,有一个总电阻每一个约25欧姆。
流动的空气用仪表测量通过一系列的圆盘和圆环折流板顺流混合。
温度进行了测量精确温度计刻度为0.1 C 。
每一个温度计的位置了经过精心挑选的,确保读出正确的总体温度。
一系列的运行是由1到8步骤在一个单元中。
这在试管被水平和安排一个三角形的场地:1 1/2-inch 水平和垂直距离管-Le. 1.5X1.677英寸,三角形场地。
所有的管道都是相连的,所以只有一个水程。
水联系之间是这样的空气和水逆向流动。
程序 热水用泵送进管中,同时冷空气穿过翅片。
水流量和温度维持在恒定的9000(磅/小时)和50度,它给出一种管程雷诺数超过20000。
管外的空气流速各在1100 - 5000英镑每小时之间,给人们提供了一种基于最小的通流面积3至15英尺/秒。
在室温下空气进入导管。
两个完全独立的流动进行着。
所有实验结果可再生的有4%。
一系列等温压力损耗测量使用一至八行被独立的传热。
流动的空气温度通过翅片管时68度。
和流量从1200到4500磅每小时。
给雷诺数范围2200到8500。
压力损失用一个倾斜的水压计测量。
计算和结果
p 12p 2l m WC (T - T ) = c (t - t ) =UA t ω∆
12p 2l ()
c (t - t )p m m WC T T U A t A t ω-==∆∆
111'11i i si i av so o o o L UA h A h A kA h A h A =++++
111'11U o o o i i si i av so o A A A L h A h A k A h h =++++
0.80.3
0.0225()(Re)(Pr)i h k D =
0.8
0.2
(10.01)160()i i t V h d +=
11fouling factor o si i so A h A h +=
av L'A = resistance of tube wall k A
eff o f A =A'+eA
11tanh a e a =
12
111a = L (h/6kb )
Re Pr b c Nu a =
hD ()()k p b c C DG a k μμ=
Re
b o h a =
2A De=B π 111'11U o o o o i i av si i so A A A L h h A k A h A h =----
211()t p A F LMTD U c t t ω⨯⨯=⨯-
110o si i so A h A h +=
o av
A L' = 0.000468 hr. sq. ft.k A F./B.t u. negligible ≈
eff o A = A ' + A ι
21(')11()o f o o p i i
A A LMTD A h wc t t h A +⨯=--
1116.30o i h U h =- 表I 显示计算结果。
图1和2代表三到六行的所有数据。
图3所示的是一个外薄膜热传递系数vs 的图。
空气雷诺数一到八行。
实际资料没有图,以消除混淆。
最好的直线如图3通过选择点的方法获得。
表Ⅱ总结了图3线条的方程。
压力损失的结果可以概括如下:当2200 <Re < 5000 ,f = 0.075±20%和当5000 <Re< 8500,f = 0.075±7%。
讨论的结果
理想的情况是,雷诺指数在表达式h0=aReb 应该从0增加到1随着湍流从0(1 00%流线型)增加100%。
在实际的情况下,然而,指数b 通常大于0和小于1。
这项工作的结果被证明了如图3和表Ⅱ。
b 从0.46到 0.95分别从一到八行。
因此每排有些湍流;然而,即使在更高空气流动最大湍流也不可能得到的。
湍流逐渐随着行数的增加而增加。
当达到八行时,湍流即使是在低端也完整。
传热系数在低雷诺数随着越来越多的行数减小(图3和4)。
这个异常可能是由于这样的事实:尽管扰动的程度不同,相同的水力半径仍被用于所有情况。
液压半径只有在湍流流动时可靠。
使用一个取决于扰动程度的变量修正因素可有效消除这种异常现象。
然而,与詹姆逊相关的翅片管等效直径在图3或
表Ⅱ公式使用将得到正确的设计。
结论
交错行数对于空气通过表面延伸管(翅片管)流动时的平均外热传递系数的影响已经进行了实验验证。
当传热系数被称为雷诺数的函数,雷诺数提高的幂数和比值常数随著行数变化。
一个通用的相关性已被发展出来。
外面的传热有关系数、雷诺数、行数:1(0.390.07)00.13(0.630.01)Re N N h N -+=-
这个方程最大的偏离是35%,平均偏差±4.5%。
在图3所示曲线或列于表Ⅱ的方程可用于作为设计目标。
虽然这种工作的结果适用已用过的翅片管的类型和有效的实验范围(1600 <
Re < 11000),但只要翅片管直径的比例以2或8到10鳍每英寸,人们相信类似的结果将会获得其他类型和尺寸的翅片,。
作者感谢台风的空气空调有限公司,公司、布鲁克林. N. Y.,在这项工作中传热面上的供应, 布鲁克林职业技术学院的实验室的化学工程工作人员一直的帮助, 和D. E.马克对这篇文章出版之前的建设性观点。