流速与总传热系数经验值表格
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传热系数与流速的关系对流传热系数一般指表面传热系数。
对流传热基本计算式——牛顿冷却公式中的比例系数,以前又称为对流换热系数,是由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程,只能发生在有流体流动的场合单位是w/(㎡*k),含义是对流换热速率,反应了对流传热的快慢,对流传热系数越大,表示对流传热越快。
原理表面传热系数通常靠实验方法确认。
流体的热传导促进作用对于对流成套过程存有非常大影响。
流体流动时与壁面出现摩擦,摩擦力并使流体运动中断,越紧邻壁面的流体流动速度减少越多,紧扣壁面的流体几乎停滞不前。
在摩擦的迟滞促进作用明显影响范围内,壁面附近构成一层很厚的流动边界层。
流体流动速度越大,流体对壁面的冲刷促进作用越弱,流动边界层越厚,薄薄的流动边界层之所以令人高度关注是因为构成与它有关的成套边界层(也表示温度边界层)。
不论是壁冷却流体还是流体冷却壁,热流都必须通过成套边界层展开热传导传达。
在返回成套边界层步入主流区之后,流体对流混合促进作用进一步增强。
边界层的热传导热阻形成对流成套热阻的主要部分,成套温差的大部分促进作用在薄薄的边界层。
表面传热系数是对流传热基本计算式——牛顿冷却公式(newton‘s law of cooling)中的比例系数,一般记做h,以前又常称对流换热系数,单位是w/(㎡*k),含义是对流换热速率,在数值上等于单位温度差下单位传热面积的对流传热速率。
公式表面传热系数符号为h,(α);q =h(ts-tr)。
式中:ts是表面温度;tr是表征外部环境特性的参考温度。
热学的量。
si单位:w/(m2·k) (瓦〔特〕每平方米开〔尔文〕)。
牛顿加热公式:流体被冷却时 q=h(tw-tf)流体被冷却时 q=h(tf-tw)其中,tw及tf分别为壁面温度和流体温度,℃。
如果把温差(亦称温压)记为δt,并签订合同永远为正值,则牛顿加热公式可以则表示为:q=hδtφ=haδt其中q为热流密度,单位就是瓦/平米(w/㎡),φ为热流,单位就是瓦(w)。
化工原理 传热综合实验报告 数据处理七、实验数据处理1.蒸汽冷凝与冷空气之间总传热系数K 的测定,并比较冷空气以不同流速u 流过圆形直管时,总传热系数K 的变化。
实验时蒸汽压力:0.04MPa (表压力),查表得蒸汽温度T=109.4℃。
实验装置所用紫铜管的规格162mm mm φ⨯、 1.2l m =,求得紫铜管的外表面积200.010.060318576281.o S d l m m m ππ=⨯⨯=⨯⨯=。
根据24s sV V u A dπ==、0.012d m =,得到流速u ,见下表2: 表2 流速数据取冷空气进、出口温度的算术平均值作为冷空气的平均温度,查得冷空气在不同温度下的比热容p c 、黏度μ、热传导系数λ、密度ρ,如下表3所示:表3 查得的数据t 进/℃ t 出/℃ t 平均/℃()p c J kg ⋅⎡⎤⎣⎦℃ Pa s μ⋅ ()W m λ⋅⎡⎤⎣⎦℃ ()3kg m ρ-⋅ 22.1 77.3 49.7 10050.0000196 0.0283 1.093 24.3 80.9 52.6 1005 0.0000197 0.02851 1.0831 26.3 82.7 54.5 1005 0.0000198 0.02865 1.0765 27.8 83 55.4 1005 0.0000198 0.02872 1.0765 29.9 83.6 56.75 1005 0.0000199 0.02879 1.0699 31.8 83.7 57.75 1005 0.00002 0.02886 1.0666 33.7 83.8 58.75 1005 0.0000200 0.02893 1.0633 35.68459.81005 0.0000201 0.029 1.06根据公式()()=V s p s p Q m c t t c t t ρ=--出进出进、()()ln m T t T t t T t T t ---∆=--进出进出,求出Q序号 ()31sV m h -⋅ ()1u m s -⋅1 2.5 6.1402371072 5 12.280474213 7.5 18.420711324 10 24.560948435 12.5 30.701185536 15 36.841422647 17.5 42.98165975 82049.12189685和m t ∆,0S 已知,由0mQK S t =⋅∆,即可求出蒸汽冷凝与冷空气之间总传热系数K 。
介质不同,传热系数各不相同,经验是:
1、汽水换热:过热部分为800~1000W/m2.℃
饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速)含污垢系数
0.0003。
水水换热为:K=767(1+V1+V2)(V1是管内流速,V2水壳程流速)含污垢系数0.0003
实际运行还少有保守。
有余量约10%
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
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800-1000 W/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。
河南理工大学课程设计管壳式换热器设计学院:机械与动力工程学院专业:热能与动力工程专业班级:11-02班学号:姓名:指导老师:小组成员:目录第一章设计任务书 (2)第二章管壳式换热器简介 (3)第三章设计方法及设计步骤 (5)第四章工艺计算 (6)4.1 物性参数的确定 (6)4.2核算换热器传热面积 (7)4.2.1传热量及平均温差 (7)4.2.2估算传热面积 (9)第五章管壳式换热器结构计算 (11)5.1换热管计算及排布方式 (11)5.2壳体内径的估算 (13)5.3进出口连接管直径的计算 (14)5.4折流板 (14)第六章换热系数的计算 (20)6.1管程换热系数 (20)6.2 壳程换热系数 (20)第七章需用传热面积 (23)第八章流动阻力计算 (25)8.1 管程阻力计算 (25)8.2 壳程阻力计算 (26)总结 (28)第一章设计任务书煤油冷却的管壳式换热器设计:设计用冷却水将煤油由140℃冷却冷却到40℃的管壳式换热器,其处理能力为10t/h,且允许压强降不大于100kPa。
设计任务及操作条件1、设备形式:管壳式换热器2、操作条件(1)煤油:入口温度140℃,出口温度40℃(2)冷却水介质:入口温度26℃,出口温度40℃第二章管壳式换热器简介管壳式换热器是在石油化工行业中应用最广泛的换热器。
纵然各种板式换热器的竞争力不断上升,管壳式换热器依然在换热器市场中占主导地位。
目前各国为提高这类换热器性能进行的研究主要是强化传热,提高对苛刻的工艺条件和各类腐蚀介质适应性材料的开发以及向着高温、高压、大型化方向发展所作的结构改进。
强化传热的主要途径有提高传热系数、扩大传热面积和增大传热温差等方式,其中提高传热系数是强化传热的重点,主要是通过强化管程传热和壳程传热两个方面得以实现。
目前,管壳式换热器强化传热方法主要有:采用改变传热元件本身的表面形状及表面处理方法,以获得粗糙的表面和扩展表面;用添加内物的方法以增加流体本身的绕流;将传热管表面制成多孔状,使气泡核心的数量大幅度增加,从而提高总传热系数并增加其抗污垢能力;改变管束支撑形式以获得良好的流动分布,充分利用传热面积。
介质不同,传热系数各不相同我们公司的经验是:1、汽水换热:过热部分为800~1000W/m2.℃饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速)含污垢系数0.0003。
水水换热为:K=767(1+V1+V2)(V1是管内流速,V2水壳程流速)含污垢系数0.0003实际运行还少有保守。
有余量约10%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800-1000 W/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。
1.流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程,哪一种流体流经壳程,下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)(1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内,以便于清洗管子。
(2) 腐蚀性的流体宜走管内,以免壳体和管子同时受腐蚀,而且管子也便于清洗和检修。
(3) 压强高的流体宜走管内,以免壳体受压。
(4) 饱和蒸气宜走管间,以便于及时排除冷凝液,且蒸气较洁净,冷凝传热系数与流速关系不大。
(5) 被冷却的流体宜走管间,可利用外壳向外的散热作用,以增强冷却效果。
(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内,因管程流通面积常小于壳程,且可采用多管程以增大流速。
(7) 粘度大的液体或流量较小的流体,宜走管间,因流体在有折流挡板的壳程流动时,由于流速和流向的不断改变,在低Re(Re>100)下即可达到湍流,以提高对流传热系数。
介质不同,传热系数各不相同我们公司的经验是:1、汽水换热:过热部分为800~1000W/m2.℃饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速)含污垢系数0.0003。
水水换热为:K=767(1+V1+V2)(V1是管内流速,V2水壳程流速)含污垢系数0.0003实际运行还少有保守。
有余量约10%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800-1000 W/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。
1.流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程,哪一种流体流经壳程,下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)(1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内,以便于清洗管子。
(2) 腐蚀性的流体宜走管内,以免壳体和管子同时受腐蚀,而且管子也便于清洗和检修。
(3) 压强高的流体宜走管内,以免壳体受压。
(4) 饱和蒸气宜走管间,以便于及时排除冷凝液,且蒸气较洁净,冷凝传热系数与流速关系不大。
(5) 被冷却的流体宜走管间,可利用外壳向外的散热作用,以增强冷却效果。
(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内,因管程流通面积常小于壳程,且可采用多管程以增大流速。
(7) 粘度大的液体或流量较小的流体,宜走管间,因流体在有折流挡板的壳程流动时,由于流速和流向的不断改变,在低Re(Re>100)下即可达到湍流,以提高对流传热系数。
介质不同,传热系数各不相同,经验是:
1、汽水换热:过热部分为800"1000W/m=. °C
饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速)含污垢系数。
水水换热为:K=767(1+V1+V2)(VI是管内流速,V2水壳程流速)含污
垢系数
实际运行还少有保守。
有余量约10%
冷流体热流体总传热系数K, W/(m:. °C
)
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
水低沸点坯类冷凝455〜1140
水沸腾水蒸气冷凝2000-
4250
轻油沸腾水蒸气冷凝455-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・ °C 范围内。
列管换热器的传热系数不宜选太高,一般在800-1000 W/m:・ °C。
螺旋板式换热器的总传热系数(水一水)通常在1000~2000W/m‘・°C 范围内。
板式换热器的总传热系数(水(汽)一水)通常在3000~5000W/m:・°C 范围内。