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【问题1】增加对流换热一定要用翅片吗?
问:用增加流速的办法也可以有效地增加管外侧的对流换热,难道一定要用翅片管吗?
答:是的,一定要用翅片管。因为用增加流速的办法对增大对流换热和传热的作用是有限的,而只有采用翅片管才可能大幅度地增强传热。请注意上面表格中每一个方框栏中所列举的数据:其中,h的数值也可看作未加翅片时光管的对流换热数值,当流速从1㎏/(㎡S)增至4㎏/(㎡S)时,h的数值可从25 w/(㎡·℃)左右增加至70 w/(㎡·℃)以上,看起来流速增加的效果是显著的。但请比较ho的变化,ho代表采用翅片以后,换算到光管外表面的换热系数,当流速从1㎏/(㎡S)增至4㎏/(㎡S)时,ho将从150 w/(㎡·℃)左右增加至400 w/(㎡·℃)。由此可见,翅片的作用是不可替代的。此外,还应考虑到,流速是不允许随意增加的,流速过高会导致流动阻力的急剧上升,增加运行成本。
【问题2】关于传热公式问:传热公式Q = A K△T与其他局部过程的换热计算式的区别在哪儿,传热公式有什么优点?
答:传热公式是基于从热流体到冷流体的整个传热过程推导出来的,而局部的换热计算式,如管外部的对流换热式Q=A ho (Two-To)仅适用于这一特定的局部换热过程。
传热公式的大优点在于其传热温差△T=Ti-To是热流体和冷流体之间的温度差。众所周知,流体的温度是比较容易测量和获取的;而任何一个局部的换热式中都包含了壁面温度(Two或 Twi)。壁面温度的测量是很困难的,在一个大的换热设备中,要测量、获取它的壁面平均温度几乎是不可能的。
【问题3】为什么要重视换热系数ho?问:既然传热系数K与三个局部过程的特性有关: 答:这是因为翅片侧的“热阻”大,唯有它对整个传热过程起到“控制”作用。在翅片管传热的应用条件下,假定管内是水的单相流动或水的相变过程(沸腾或凝结),管内的换热系数hi在5000~10000之间,而管外翅片侧的换热系数ho在150~400之间。两者相差是很悬殊的。所以其热阻(1/ho)将起到控制作用,总热阻仅比它大一点点。因而传热系数K的数值总是接近ho的数值,且总是小于ho的数值
【问题4】掌握翅片换热器设计应牢记什么?下面几个简单的概念或基本公式是应该记住的,这对掌握翅片管换热器的设计方法是至关重要的。
1)传热过程是热量由热流体通过管壁传给冷流体的整个过程,它由三个局部过程组成。
2)传热公式Q = A K△T ,一定要牢记。不论对所有型式的换热器的设计,还是对翅片管换热器的设计,它是形式简单,但是重要的公式,它是所有计算式中的 №1 !
3)之所以称上述公式重要,因为换热器的传热面积A就是由这一传热公式计算出来的:
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