盤管換熱器相關(guān)計算精編版

1、最新資料推薦一、銅盤管換熱器相關(guān)計算條件： 600kg 水 6 小時升溫 30 單位時間內(nèi)換熱器的放熱量為 q q=GC T=600*4.2*103*30/(6*3600)= 3500 w 盤管內(nèi)流速 1m/s，管內(nèi)徑為 0.007m， 0.01m， 盤管內(nèi)水換熱情況：定性溫度 40定性溫度 50管徑 0.014mRe 21244.31Re 25179.86管徑 0.20mRe 30349.01Re 35971.22湍流范圍： Re=1041.2*105物性參數(shù)：40飽和水參數(shù)。黏度 653.3*10-6 運動黏度 0.659 *10-6 普朗特數(shù) 4.31 導熱系數(shù) 63.5*102 w/(

2、m. ) 求解過程：盤管內(nèi)平均水溫 40為定性溫度時換熱銅管的外徑，分別取 d1=0.014m d2=0.02m努謝爾特準則為Nuf 1.2* 0.023Ref 0.8Prf 0.4 1.2*0.023*21244.31 0.84.310.4=143.4（d1）Nuf 1.2* 0.023Ref 0.8Prf 0.4 1.2*0.023*30349.01 0.84.310.4=190.7（d2）管內(nèi)對流換熱系數(shù)為Nu f fhi f f =143.4*0.635/0.014=6503.39Nu f fhi f f =190.7*0.635/0.02=6055.63管外對流換熱系數(shù)格拉曉夫數(shù)準則

3、為（ t=10）Gr g td 3 / 2 =9.8*3.86*10-4*10*.016d1）d2）323/（0.659*10-6） 2=356781.6 （d1）32/（0.659*10-6） =927492.9（ d2）Gr g td 3 / 2 =9.8*3.86*10-4*10*.022 其中 g=9.8 N/kg為水的膨脹系數(shù)為 386*10-6 1/K最新資料推薦自然對流換熱均為層流換熱Nu w 0.525層流范圍：0.25PrGr=1045.76*108 )0.25=0.525(356781.6*4.31) 0.25=18.48755d1)Nu w 0.5250.25Pr=0.5

4、25(927492.9*4.31) 0.25=23.47504d2)其中 Pr 普朗特數(shù)為 4.31 對流換熱系數(shù)為Numd=18.48755*0.635/0.014=838.5422d1)Nu m =23.47504*0.635/0.014=677.5749d2)其中 為 0.635w/(m. ).傳熱系數(shù) U111=1/6503.39+1/838.5422+1/393=0.003891U hi hoU=257.0138（d1）111=1/6055.63+1/677.5749+1/393=0.004186U hi hoU= 238.9191d2)hi螺旋換熱器內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)J/ sho螺旋換

5、熱器外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)J/ s螺旋換熱器管壁厚 m =1m 管材的導熱系數(shù)J/ms =393W/m ko分別為管外垢層熱阻的倒數(shù)（當無垢層熱阻時ko 為 1） J/ s 自來水 /Wko=0.0002換熱器銅管長度l q =3500/10/257.0138/3.14/0.014=27.170 d（d1）A=1.53q70 d=3500/10/238.9191/3.14/0.022=21.2d2)A=1.65最新資料推薦二、集熱面積的相關(guān)計算（間接系統(tǒng)）條件：加熱 600kg 水，初始水溫 10，集熱平面太陽輻照量 17MJ/ 以上，溫升 30，A IN A c 1 FR U L A C = 9.5

6、 IN c Uhx A hx = 式中A IN 間接系統(tǒng)集熱器總面積，F(xiàn)RUL 集熱器總熱損系數(shù)， W/（）對平板集熱器， FRUL 宜取 4 W/（）對真空管集熱器， FR U L宜取 W/（） 取 1U hx 環(huán)熱器傳熱系數(shù)， W/（）A hx 換熱器換熱面積，A c 直接系統(tǒng)集熱器總面積，Ac QwCw （tend ti ）fc c JT cd（1 L ）Qw 日均用水量， kgCw 水的定壓比熱容， kJ/ （ kg）tend 出水箱內(nèi)水的設(shè)計溫度，t i 水的初始溫度，f 太陽保證率， %；根據(jù)系統(tǒng)的使用期內(nèi)的太陽輻照、系統(tǒng)經(jīng)濟以用戶要求等因素綜合考 慮后確定，宜為 30% 80%

7、取 1JT 當?shù)丶療岵晒饷嫔系哪昶骄仗栞椪樟縦J/ cd 集熱器的年平均集熱效率；根均經(jīng)驗值宜為0.25 0.5 取 0.6L 出水箱和管路的熱損失率；根據(jù)經(jīng)驗取值宜為0.20 0.30 取 0.2結(jié)論：1）換熱器入口流速在 1 m/s 左右2）保證換熱器內(nèi)的平均溫度在 40左右3）換熱器的入口壓力不低于 0.2 5MPa最新資料推薦三、換熱器計算1.傳熱面積AQUT(2.1.1)A 傳熱面積Q傳熱量J/sU傳熱系數(shù)J/ sT平均溫度差2. 平均溫度差（考慮逆流情況）(Th1 Tc2) (Th2 Tc1)lnTh1Tc2Th2Tc12.2.1) 其中Tc 冷流體溫度 Th 熱流體溫度 下標

8、 1 為入口溫度，下標 2 為出口溫度 當 Th1 Tc2 2時，可用算數(shù)平均值計算，即(T h1 Tc2) (Th2 Tc1)2（2.2.2）3. 傳熱系數(shù) U11A o1111A o（ o ） （ ） （ o ）UhiA ihokookiAi（2.3.1） hi螺旋換熱器內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)J/ sho螺旋換熱器外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)J/ s螺旋換熱器管壁厚 m 管材的導熱系數(shù)J/ms J/ ski,ko分別為管內(nèi)外垢層熱阻的倒數(shù)（當無垢層熱阻時ki,ko 均為 1）o為肋面總效率（如果外表面為肋化，則o 1）Ai為換熱管的外表面積與內(nèi)表面積之比；最新資料推薦4. 螺旋管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)Nu f f（2.

9、4.1）其中J/ hhi管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)Nuf 努塞爾數(shù)f 流體導熱系數(shù) W/mK 換熱器設(shè)計流量為： 4L/min 14L/min ， 管內(nèi)為湍流時實驗關(guān)聯(lián)式驗證范圍： Ref1041.2105,Pr f0.1 120，l/d 60; 管內(nèi)徑 d 為特征長度。 采用迪圖斯 -貝爾特公式：Nu f 0.023Re f 0.8Prf n2.4.2)加熱流體時 n 0.4，冷卻流體時 n 0.3Ref雷諾數(shù)ul/ u流體流速m/sl管徑m流體運動黏度/sPrf普朗特數(shù)Cp/a螺旋管內(nèi)流體在向前運動過程中連續(xù)的改變方向， 因此會在橫截面上引起二次環(huán)流而強化換 熱。流體在螺旋管內(nèi)的對流換熱的計算工程上

10、一般算出平均 Nu 數(shù)后再乘以一個螺旋管修正 系數(shù) cr 。推薦：對于氣體 cr 1 1.77dR d3對于液體 cr 1 10.3 dR以上內(nèi)容僅適用于 Pr0.6 的氣體或液體， d是螺旋管的內(nèi)經(jīng)， R 是螺旋圈的半徑 管內(nèi)層流時，推薦采用齊德泰特公式來計算長為 l 的管道平均 Nu 數(shù)2.4.3)此式的定性溫度為流體平均溫度tf（但 w 按壁溫計算） ，特長長度為管徑。實驗驗證范圍：最新資料推薦4 5 fRef1041.2105,Pr f 0.48 16700， f 0.0044 9.75， w5.螺旋管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（自然對流換熱情況）格拉曉夫數(shù)（2.5.1） 螺旋管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（2.5.2） 其中 h螺旋管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)J/ sKNu螺旋管外表面努塞爾數(shù) 螺旋管外流體