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【問題1】增加對流換熱一定要用翅片嗎?
問:用增加流速的辦法也可以有效地增加管外側的對流換熱,難道一定要用翅片管嗎?
答:是的,一定要用翅片管。因為用增加流速的辦法對增大對流換熱和傳熱的作用是有限的,而只有采用翅片管才可能大幅度地增強傳熱。請注意上面表格中每一個方框欄中所列舉的數據:其中,h的數值也可看作未加翅片時光管的對流換熱數值,當流速從1㎏/(㎡S)增至4㎏/(㎡S)時,h的數值可從25 w/(㎡·℃)左右增加至70 w/(㎡·℃)以上,看起來流速增加的效果是顯著的。但請比較ho的變化,ho代表采用翅片以后,換算到光管外表面的換熱系數,當流速從1㎏/(㎡S)增至4㎏/(㎡S)時,ho將從150 w/(㎡·℃)左右增加至400 w/(㎡·℃)。由此可見,翅片的作用是不可替代的。此外,還應考慮到,流速是不允許隨意增加的,流速過高會導致流動阻力的急劇上升,增加運行成本。
【問題2】關于傳熱公式問:傳熱公式Q = A K△T與其他局部過程的換熱計算式的區別在哪兒,傳熱公式有什么優點?
答:傳熱公式是基于從熱流體到冷流體的整個傳熱過程推導出來的,而局部的換熱計算式,如管外部的對流換熱式Q=A ho (Two-To)僅適用于這一特定的局部換熱過程。
傳熱公式的大優點在于其傳熱溫差△T=Ti-To是熱流體和冷流體之間的溫度差。眾所周知,流體的溫度是比較容易測量和獲取的;而任何一個局部的換熱式中都包含了壁面溫度(Two或 Twi)。壁面溫度的測量是很困難的,在一個大的換熱設備中,要測量、獲取它的壁面平均溫度幾乎是不可能的。
【問題3】為什么要重視換熱系數ho?問:既然傳熱系數K與三個局部過程的特性有關: 答:這是因為翅片側的“熱阻”大,唯有它對整個傳熱過程起到“控制”作用。在翅片管傳熱的應用條件下,假定管內是水的單相流動或水的相變過程(沸騰或凝結),管內的換熱系數hi在5000~10000之間,而管外翅片側的換熱系數ho在150~400之間。兩者相差是很懸殊的。所以其熱阻(1/ho)將起到控制作用,總熱阻僅比它大一點點。因而傳熱系數K的數值總是接近ho的數值,且總是小于ho的數值
【問題4】掌握翅片換熱器設計應牢記什么?下面幾個簡單的概念或基本公式是應該記住的,這對掌握翅片管換熱器的設計方法是至關重要的。
1)傳熱過程是熱量由熱流體通過管壁傳給冷流體的整個過程,它由三個局部過程組成。
2)傳熱公式Q = A K△T ,一定要牢記。不論對所有型式的換熱器的設計,還是對翅片管換熱器的設計,它是形式簡單,但是重要的公式,它是所有計算式中的 №1 !
3)之所以稱上述公式重要,因為換熱器的傳熱面積A就是由這一傳熱公式計算出來的:
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