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發(fā)布時間:2024-1-10

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哪些因素會影響冷卻器傳熱呢?

我公司介紹哪些因素會影響冷卻器傳熱呢?由于冷凝傳熱的復(fù)雜性,很多因素的改變都會對傳熱產(chǎn)生影響,下面具體介紹冷凝傳熱的主要影響因素有不凝氣、氣體流速、氣流方向、液膜雷諾系數(shù)和管排數(shù)等。  

  一、不凝氣

  不凝氣的存在將會對冷凝傳熱產(chǎn)生十分不利的影響,如水蒸氣中含一點點的空氣,將會使冷凝傳熱系數(shù)下降60%。因為隨著蒸氣的冷凝,在界面處的不凝氣濃度將不斷增加,裝氣在抵達(dá)液膜表面冷凝前必須以擴(kuò)散方式穿過聚積在果面附近的不凝氣層,增加了傳熱阻力;蒸氣分壓的下降使得相應(yīng)的飽和溫度下降,從而減小了冷凝溫差推動力。因此在冷卻器沒計中,避免不凝氣聚集很重要。

  二、氣體流速

  氣體流速對冷凝傳熱的影響在低流速時可忽略不計,但在高流速時氣流會對液膜表面產(chǎn)生明顯的粘滯應(yīng)力。在工業(yè)操作的流速范圍內(nèi),氣體流速對冷凝傳熱系數(shù)的影響很小。

  三、氣流方向

  如果氣流方向與液膜流動方向一致時,將拉薄液膜,對冷凝傳熱有利;相反,則會使液膜加厚,使得冷凝傳熱效率下降。比如,液膜是由上向下流動的,當(dāng)氣體流向與它一致時,因為氣膜有攪動作用,所以對傳熱是有利的;相反,如果氣體由下而上地流動,就會降低液膜向下流動的速度,甚至將下部的部分凝液帶到上面,從而使上面的液膜厚度增加,這樣就會降低平均傳熱系數(shù)值,所以在立式冷卻器中氣體自上而下流動。

  另外在冷卻器中,因為折流板的關(guān)系,使氣體流向與管子垂直,這樣,由于氣體對凝液的剪切效應(yīng)使凝液吹脫,就使飽和氣體冷凝時實際的平均傳熱系數(shù)值比計算值稍大,因此應(yīng)盡量使氣流垂直于管子。

  四、液膜雷諾數(shù)

  在工業(yè)上冷凝過程多半是在層流區(qū)城,在此區(qū)域中平均傳熱系數(shù)值與雷諾數(shù)的定性關(guān)系與無相變的對流傳熱不同。

  當(dāng)雷諾系數(shù)<2100,即在層流區(qū)域時,隨著冷凝量的增加,平均的液膜厚度也隨著增加,這就使平均傳熱系數(shù)值隨冷凝量的增加而減小,即平均傳熱系數(shù)值隨氣體流率的增加而減小。上述情況與無相變的換熱器正好相反,所以在設(shè)計冷卻器時應(yīng)該考慮到這個關(guān)系。這里需要著重指出:增加冷凝量對平均傳熱系數(shù)的影響與增加氣體流速的影響是兩個不同的概念,切勿混淆。

  五、管排數(shù)

  氣體在冷卻器管束外冷凝時,上排管子的冷凝液將會滴落到下排管,使下排管的冷凝傳熱效率下降,但冷凝液滴落時會產(chǎn)生飛濺以及對液膜的沖擊擾動,又使得下排管的冷凝傳熱得以強(qiáng)化,因此在設(shè)計時應(yīng)綜合考慮。

  六、冷卻器安排方式的影響

  管殼式冷卻器有立式與臥式兩種,當(dāng)冷卻器的個數(shù)較多時,在安排上又有串聯(lián)與并聯(lián)兩種。因此在選用型號時,可直接選用一個大的或幾個小的。

  而這幾種安排方式的比較,實質(zhì)上就是對飽和氣體的冷凝在層流階段從熱負(fù)荷與評價傳熱系數(shù)兩者的比較中,選取對平均傳熱系數(shù)有利的方案,F(xiàn)將比較結(jié)果匯總?cè)缦拢?

  1.不論哪一種系列,臥式的平均傳熱系數(shù)都比立式的高;

  2.對于一臺冷卻器,當(dāng)飽和氣體的流率相同,冷卻器的型號相同時,臥式冷卻器的平均傳熱系數(shù)比立式的高;

  3.在立式冷卻器中,幾個小的并聯(lián),其平均傳熱系數(shù)都與一個大的相同,當(dāng)然采用一個大的,鋼材要省一些。同時可以看出,采用串聯(lián)式是不合理的;

  4.在臥式冷卻器中,兩種系列采用幾個小的并聯(lián),其平均傳熱系數(shù)較高,這一點對三角形排列的系列更明顯一些。

  七、冷凝傳熱的強(qiáng)化

  1.改變冷凝表面的物理性質(zhì):通過加滴狀冷凝促進(jìn)劑,冷凝表面鍍貴金屬和涂高分子材料,冷凝液在表面張力的作用下使冷凝過程呈滴狀冷凝,加大傳熱系數(shù),以而強(qiáng)化傳熱。

  2.使用低翅片管(或螺紋管等):使用低翅片管可達(dá)到增加傳熱面積和改變冷凝液分布的效果,從而強(qiáng)化冷凝傳熱。
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