盤(pán)管換熱器相關(guān)計(jì)算

1、一、銅盤(pán)管換熱器相關(guān)計(jì)算條件:6 0 0kg水6小時(shí)升溫30C 單位時(shí)間內(nèi)換熱器得放熱量為qq=G CAT=6 00*4.2 大 10人3 大 3 0 /(6*3600)= 3 5 00 w 盤(pán)管內(nèi)流速1m/s,管內(nèi)徑為0。0 0 7m,0. 0 1m, 盤(pán)管內(nèi)水換熱情況：定性溫度4 0C定性溫度50C管徑0. 0 14mRe 21244。3 1Re 2 5 1 79、8 6管徑0. 20mR e 3034 9、01Re 35971。2 2湍流范圍:Re = 10M1、2*10人5物性參數(shù)：40C飽與水參數(shù)。黏度一653、3*10”6 運(yùn)動(dòng)黏度一0。6 5 9 *10人-6普朗特?cái)?shù)一4。31導(dǎo)

2、熱系數(shù)一63。5*10*2 w/(m、C)求解過(guò)程:盤(pán)管內(nèi)平均水溫4 0C為定性溫度時(shí)換熱銅管得外徑,分別取d1=0。014md2=0. 02m努謝爾特準(zhǔn)則為=1、2*0。023 * 2 12 4 4.310。84。310。4=14 3 .4( d 1) TOC o 1-5 h z =1、2*0、023*30349、010。84、310、4= 1 90。7(d2)管內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)為= 14 3。4*0.6 35 /0、014= 6 5 0 3。3 9(d 1)=190。7*0。635/0.02=6055、63(d2)管外對(duì)流換熱系數(shù) 格拉曉夫數(shù)準(zhǔn)則為( t = 1 0)=9、8*3、86*1

3、0 人一4* 1 0*、0163/( 0 .659 * 10 *-6)2=356 7 81. 6 (d1)=9、8*3。86*10人一4*1 0 *。0223/(0、6 5 9*10人一6)2=9 2 74 9 2。9(d2) 其中 g=9、8 N/kg為水得膨脹系數(shù)為386*1 0人一61/K自然對(duì)流換熱均為層流換熱(層流范圍:Gr=10A45.7 6*10*8) = 0.5 25(3 567 8 1、6*4、31)0。25=18、4 8755 (d1)=0、5 25(927 492.9* 4、3 1)0。25 = 23、475 0 4(d2)其中Pr普朗特?cái)?shù)為4。31對(duì)流換熱系數(shù)為=1 8

4、.487 5 5*0。635 /0、01 4 =838、5422(d1)=23。47504* 0、635/0.014=677、5749(d2)其中為 0.635w/(m、 C)、傳熱系數(shù)U=1/6 503。3 9 +1/838.5422+1/393=0。003891U=257。0138(d1)=1/605 5、6 3 + 1/67 7。5749+ 1 /393 = 0、0 041 8 6U=238、9191(d2)如一螺旋換熱器內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) J/E. s C虬一螺旋換熱器外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)J/E. s Ca一螺旋換熱器管壁厚m8=1m入一管材得導(dǎo)熱系數(shù) J/m.sC 入=393W/mCk。 一分

5、別為管外垢層熱阻得倒數(shù)(當(dāng)無(wú)垢層熱阻時(shí)k。為1) J/E.s C自來(lái)水ko=0.00O2 待C/W換熱器銅管長(zhǎng)度=3500/1 0/2 57。0 1 38/3.14/0、014 = 2 7。1( d 1)A=1、53=35 0 0 / 10/238。9191/3、1 4/0.0 2 2= 2 1.2(d2)A=1O6 5二、集熱面積得相關(guān)計(jì)算(間接系統(tǒng))條件:加熱60 0 kg水，初始水溫10C,集熱平面太陽(yáng)輻照量17 MJ/E以上,溫升3 0C,=9o 5E式中一間接系統(tǒng)集熱器總面積,E一集熱器總熱損系數(shù),W/(EC)對(duì)平板集熱器，宜取46W/(EC)對(duì)真空管集熱器，宜取12W/ (EC)取

6、1一環(huán)熱器傳熱系數(shù),W/(EC)一換熱器換熱面積,E一直接系統(tǒng)集熱器總面積,E一日均用水量，kg一水得定壓比熱容,kJ/ (kg*C)一出水箱內(nèi)水得設(shè)計(jì)溫度,C一水得初始溫度,C一太陽(yáng)保證率,;根據(jù)系統(tǒng)得使用期內(nèi)得太陽(yáng)輻照、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)以用戶要求等因素綜合考慮后確定，宜為30%8 0% 取1一當(dāng)?shù)丶療岵晒饷嫔系媚昶骄仗?yáng)輻照量kJ/E一集熱器得年平均集熱效率;根均經(jīng)驗(yàn)值宜為0。250、5取0、6一出水箱與管路得熱損失率;根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值宜為0、2 00。30 取0.2結(jié)論：換熱器入口流速在1 m/s左右保證換熱器內(nèi)得平均溫度在4 0C左右換熱器得入口壓力不低于0、2 5MPa三、換熱器計(jì)算傳熱面積(

7、2.1。 1)A傳熱面積 EQ一傳熱量J /sU-傳熱系數(shù)J/E. s CT-平均溫度差C平均溫度差（考慮逆流情況）（2.2。 1）其中Tc一冷流體溫度CT熱流體溫度C下標(biāo)1為入口溫度，下標(biāo)2為出口溫度當(dāng)W2時(shí),可用算數(shù)平均值計(jì)算，即（2。2.2）傳熱系數(shù)U（2 .3.1）h螺旋換熱器內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) J /E. s-Ch：一螺旋換熱器外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) J/E- sC8、螺旋換熱器管壁厚m入一管材得導(dǎo)熱系數(shù)J/m.sCkk。-分別為管內(nèi)外垢層熱阻得倒數(shù)（當(dāng)無(wú)垢層熱阻時(shí)kk。均為1）J/E-s.Cno 一為肋面總效率（如果外表面為肋化，則no=i）一為換熱管得外表面積與內(nèi)表面積之比；螺旋管內(nèi)表面?zhèn)鳠?/p>

8、系數(shù)（2. 4. 1）其中h管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) J/E- h.C-努塞爾數(shù)-流體導(dǎo)熱系數(shù)W/m.K換熱器設(shè)計(jì)流量為:4L / mi n1 4 L/min,管內(nèi)為湍流時(shí)實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式驗(yàn)證范圍:Ref=1041.2X105,Prf=0.1120, l/dN60;管內(nèi)徑d為特征長(zhǎng) 度。采用迪圖斯-貝爾特公式：（2.4.2）加熱流體時(shí)n=04,冷卻流體時(shí)n=0、3Ref 一雷諾數(shù)u l/vu-流體流速m/sl 一管徑mv流體運(yùn)動(dòng)黏度E/sPrf普朗特?cái)?shù)Cpp/=v/a螺旋管內(nèi)流體在向前運(yùn)動(dòng)過(guò)程中連續(xù)得改變方向，因此會(huì)在橫截面上引起二次環(huán)流而強(qiáng)化換 熱。流體在螺旋管內(nèi)得對(duì)流換熱得計(jì)算工程上一般算出平均Nu數(shù)后再乘以一個(gè)螺旋管修正 系數(shù)cr。推薦：對(duì)于氣體對(duì)于液體以上內(nèi)容僅適用于Pr0。6得氣體或液體,d就是螺旋管得內(nèi)經(jīng),R就是螺旋圈得半徑 管內(nèi)層流時(shí)，推薦采用齊德一泰特公式來(lái)計(jì)算長(zhǎng)為l得管道平均Nu數(shù)（2。4。3）此式得定性溫度為流體平均溫度tf（但按壁溫計(jì)算），特長(zhǎng)長(zhǎng)度為管徑。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證范圍：Ref=1 0 41、2X105,Prf=0.4 81 6 7 0 0,=0. 0 0 449、75,25 .螺旋管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（自然對(duì)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一螺旋管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)J /E.s- KNu一螺旋管外表面