換熱管直徑的計算公式有哪些
換熱管管徑的大小直接影響管內流通截面積的大小。而管內流通截面又影響著換熱管的幾項傳熱極限。受流通截面影響最為顯著的傳熱極限有兩個,一個是聲速極限,另一個是攜帶極限。下面分別進行討論。
1. 聲速極限的管徑
對以水為工質的換熱管,根據聲速極限公式(3-3)可得計算熱管管徑的公式為
式中dV--管內蒸汽流通截面的直徑;
pv,pV--管內蒸汽的密度和壓力;
r--汽化潛熱;
Qc--聲速極限的傳熱熱量。
由上式可知,Qc增大,要求dv增大,即管徑增大。對一定的聲速限Qc,有一與之對應的dv值。
2. 重力無芯熱管攜帶極限的管徑
對重力無吸液芯熱管考慮攜帶極限的熱管管徑推薦用下式進行計算
式中dv-蒸汽通道截面直徑,m;
Qent--攜帶限,KW;
r--汽化潛熱,kJ/kg;
PL--液體密度,kg/m3;
pv--蒸汽密度,kg/m3;
σ--表面張力,N/m;
g--重力加速度,m/s2.
式(4-15)是根據式(3-6),并取Ck=1.5得到的。
對于一定的管內工質和溫度,攜帶極限Qent與管徑dv有單值的近似對應關系。為了保證一定的Qent值,所選擇的管徑應該大于由式(4-15)確定的dv值,也就是說式(4-15)給出的dv值最小。
既然管徑的大小會影響蒸發段的傳熱面積,那么它對沸騰極限也會有影響。管徑越大,允許的沸騰極限值就越高。計算表明,管內膜沸騰極限一般遠遠大于攜帶極限值,不會成為控制因素,也不會成為管徑選擇的控制因素。
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