換熱設(shè)備穩(wěn)定傳熱時(shí)的傳熱量為Q,傳熱基本方程式可以表示為:Q=KAΔtm由方程式可知,換熱設(shè)備的換熱量分別與傳熱系數(shù)K、換熱面積A、傳熱溫差tm成正比,三者均是影響傳熱量的重要物理量,因此,擴(kuò)大傳熱面積A、增大傳熱溫差tm、提高傳熱系數(shù)K均可以使傳熱過程強(qiáng)化。
擴(kuò)大傳熱面積
擴(kuò)大傳熱面積是實(shí)現(xiàn)換熱設(shè)備傳熱強(qiáng)化的一種有效途徑,擴(kuò)大傳熱面積不應(yīng)該靠加大設(shè)備的外部尺寸來實(shí)現(xiàn),應(yīng)從設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)來考慮,使換熱設(shè)備效率高而緊湊。
在管殼式換熱器中,一般采用以下措施:(1)采用合適導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu),很大限度地消除傳熱死區(qū),高效利用換熱面;(2)采用小直徑換熱管,并選擇合適的管間距或排列方式來合理地布置受熱面,在加大傳熱面積的同時(shí),還可以提高流動(dòng)特性;(3)采用擴(kuò)展表面換熱面,盡可能增大換熱器的有效傳熱面積;(4)改良傳熱表面性能,將管子內(nèi)、外表面制成各種不同的表面形狀。
增大傳熱溫差
增大傳熱溫差tm的方法一般有兩種:一是對無相變的流體,盡可能使冷、熱流體相互逆流,或采用換熱網(wǎng)絡(luò)技術(shù),合理地布置多股流體流動(dòng)與換熱;二是增加冷、熱流體進(jìn)出口溫度差來增大平均傳熱溫差tm。
無論哪種方法,由于工藝和設(shè)備條件的限制,都只能在有限的范圍內(nèi)采用,因此,我們不能把增大傳熱溫差tm作為增強(qiáng)換熱器傳熱效果的主要手段。
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