熱管換熱器流體繞流光管管束時的放熱系數(shù)和阻力
對于氣-液熱管換熱器,由于在凝結(jié)段液體與管子的放熱系數(shù)足夠大,故可不采用翅片管,而直接用光管。這時,液體與管子的換熱屬于流體繞流光管管束時的對流換熱。在傳熱學(xué)中,流體繞流光管管束時的對流換熱,已有了比較完備的計算放熱系數(shù)的公式和實驗數(shù)據(jù)。實驗研究表明,管外平均放熱系數(shù)與下列諸因素有關(guān):①. 流體繞流速度或雷諾數(shù),因為雷諾數(shù)的大小直接影響流體的流動情況;②. 管束的布置情況,順排還是叉排,橫向管間距及縱向管距的大小;③. 流體流動方向上的管排數(shù)目。這方面的研究資料很多,所得經(jīng)驗公式大同小異,推薦采用下式計算
(例題5-5)
求氣-液熱管換熱器液體側(cè)的管外平均放熱系數(shù),此熱管換熱器作為熱水器應(yīng)用,熱水入口溫度為20℃,出口溫度為80℃,光管管束由10排組成(在流動方向上)管徑db=25mm,橫向管間距S1=60mm,按等邊三角形叉排布置,水在最窄截面處的流速Vmax=2m/s.
由式(5-40)可知,α與Gmax的0.6次方成正比,即與vmax的0.6次方成正比,在本例題中a值與Vmax的變化關(guān)系見表5-2.
由表中可見,當(dāng)水繞流光管管束時,放熱系數(shù)值很大,因此不需擴展表面。但有的情況下,由于水的流通面積過大,流速過低,致使放熱系數(shù)大為下降,這時可用多管程來代替單管程,以減小流通截面積,使放熱系數(shù)提高。
繞流光管管束的阻力降可由下式計算
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