盤管換熱器相關(guān)計(jì)算資料

1、精品文檔一、銅盤管換熱器相關(guān)計(jì)算條件：600kg水6小時(shí)升溫30 c 單位時(shí)間內(nèi)換熱器的放熱量為qq=GC A T=600*4.2*10A3*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 C定性溫度50 C管徑0.014mRe 21244.31Re 25179.86管徑0.20mRe 30349.01Re 35971.22湍流范圍：Re=10A41.2*10A5物性參數(shù)：40 c飽和水參數(shù)。黏度一653.3*10A-6運(yùn)動(dòng)黏度一0.659 *10A-6 普朗特?cái)?shù)一4.31 導(dǎo)熱系數(shù)63.5*好2 w/(m.C)求

2、解過(guò)程：盤管內(nèi)平均水溫 40 C為定性溫度時(shí)換熱銅管的外彳空,分別取 d1=0.014md2=0.02m努謝爾特準(zhǔn)則為Nuf1.2* 0.023Ref 0.8Prf0.4 = 1.2*0.023*21244.31 0.84.310.4=143.4(di)NUf1.2* 0.023Ref0.8Prf0.4 = 1.2*0.023*30349.01 0.84.310.4=190.7(d2)管內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)為, Nu f f(d1)h ifL =143.4*0.635/0.014=6503.39Nu f f，、hi =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)

3、準(zhǔn)則為(At=10)Grgtd3/2 =9.8*3.86*10A-4*10*.0163/(0.659*10A-6) 2=356781.6(d1)323_2Grgtd/=9.8*3.86*10A-4*10*.0223/(0.659*10A-6) 2=927492.9(d2)其中 g=9.8 N/kg為水的膨脹系數(shù)為 386*10A-61/K精品文檔自然對(duì)流換熱均為層流換熱(層流范圍：Gr=10A45.76*10A8 ),0.25l w g tNuw 0.525 2- Pr =0.525(356781.6*4.31) 0.25=18.48755 (di),0.25Nuw 0.525 lw 2gt

4、Pr =0.525(927492.9*4.31) 0.25=23.47504(d2)其中Pr普朗特?cái)?shù)為4.31 對(duì)流換熱系數(shù)為NUm一 二18.48755*0.635/0.014=838.5422d(di)NUm=23.47504*0.635/0.014=677.5749d(d2)其中 為 0.635w/(m. C).傳熱系數(shù)U111一一一一二1/6503.39+1/838.5422+1/393=0.003891UhihoU=257.0138(d1)111=1/6055.63+1/677.5749+1/393=0.004186UhihoU= 238.9191(d2)hi 螺旋換熱器內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯?/p>

5、數(shù)J/ rn2 s ho 螺旋換熱器外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)J/ m2 s A螺旋換熱器管壁厚m 曲1m入一管材的導(dǎo)熱系數(shù)J/m s ：C狂393W/m Ck。一分別為管外垢層熱阻的倒數(shù)（當(dāng)無(wú)垢層熱阻時(shí)k。為1） J/s ：C自來(lái)水m2 /Wko=0.0002換熱器銅管長(zhǎng)度lq-=3500/10/257.0138/3.14/0.014=27.1(d1)70 dA=1.53, q，、l-=3500/10/238.9191/3.14/0.022=21.2(d2)70 dA=1.65、集熱面積的相關(guān)計(jì)算(間接系統(tǒng))條件：加熱600kg水，初始水溫10C,集熱平面太陽(yáng)輻照量17MJ/itf以上，溫升30 C,A

6、 inFrUl AcUhx Ahx= 9.5 m2式中A in 間接系統(tǒng)集熱器總面積，m2Fr U l 一集熱器總熱損系數(shù)，W/ (Itf C)對(duì)平板集熱器，F(xiàn)rUl宜取46 W/ (itf C)對(duì)真空管集熱器，F(xiàn)rUl宜取12 W/(itfC) 取1U hx 一環(huán)熱器傳熱系數(shù)，W/ (itf C)Ahx一換熱器換熱面積，m2Ac一直接系統(tǒng)集熱器總面積,w C w ( t end t iJT cd (1 L )Qw日均用水量，kgCw 一水的定壓比熱容，kJ/ (kg C)tend一出水箱內(nèi)水的設(shè)計(jì)溫度，ti一水的初始溫度，Cf太陽(yáng)保證率，%根據(jù)系統(tǒng)的使用期內(nèi)的太陽(yáng)輻照、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)以用戶要求等因

7、素綜合考 慮后確定，宜為 30%- 80%取1Jt當(dāng)?shù)丶療岵晒饷嫔系哪昶骄仗?yáng)輻照量kJ/ Itfcd 一集熱器的年平均集熱效率；根均經(jīng)驗(yàn)值宜為0.250.5 取0.6L 一出水箱和管路的熱損失率；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值宜為0.200.30 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 c左右3) 換熱器的入口壓力不低于 0.2 5MPa三、換熱器計(jì)算1 .傳熱面積m2J/sJ/ m2 s (2.1.1)A一傳熱面積Q一傳熱量U一傳熱系數(shù)AT 平均溫度差C2 .平均溫度差(考慮逆流情況)(Th1Tc2) (Th2Tc1),Th1Tc2lnTh2Td(221)其中

8、Tc冷流體溫度T h熱流體溫度下標(biāo)1為入口溫度，下標(biāo) 2為出口溫度當(dāng)Th1 Tc2w2時(shí),可用算數(shù)平均值計(jì)算，即Th2 Td(Th1 Tc2)(Th2Tc1)(222)3.傳熱系數(shù)AoK(hoko)ki(2.3.1)hi 螺旋換熱器內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) ho -螺旋換熱器外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)A螺旋換熱器管壁厚m入一管材的導(dǎo)熱系數(shù)J/m s ki,ko分別為管內(nèi)外垢層熱阻的倒數(shù)J/ m2J/ m2s ：Cs (當(dāng)無(wú)垢層熱阻時(shí)ki,ko 均為 1) J/邛一為肋面總效率(如果外表面為肋化，則 叩=1)A 一 -為換熱管的外表面積與內(nèi)表面積之比;Ai4 .螺旋管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)NUf f hi l(2.4.(1)

9、 其中hi 管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)J/ rn2 h NUf 努塞爾數(shù)f 一流體導(dǎo)熱系數(shù) W/m K換熱器設(shè)計(jì)流量為：4L/min14L/min ,管內(nèi)為湍流時(shí)實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式驗(yàn)證范圍：Ref= 1041.2X 105,Prf = 0.1120, l/d >60;管內(nèi)徑d為特征長(zhǎng)度。采用迪圖斯-貝爾特公式：NUf0.023RefO.8Prfn(2.4.(2)加熱流體時(shí)n=0.4,冷卻流體時(shí)n=0.3Ref雷諾數(shù)u l/ yu 一流體流速m/sl管徑my 流體運(yùn)動(dòng)黏度/sPrf 普朗特?cái)?shù)Cp /心Va螺旋管內(nèi)流體在向前運(yùn)動(dòng)過(guò)程中連續(xù)的改變方向，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)的對(duì)流

10、換熱的計(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)Cro推薦：d對(duì)于氣體cr 1 1.77 dRd 3對(duì)于披體cr 1 10.3 R以上內(nèi)容僅適用于 Pr>0.6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(shí)，0.14f推薦采用齊德-泰特公式來(lái)計(jì)算長(zhǎng)為l的管道平均Nu數(shù)1/3Nu f 1.86 l/d(2.4.(3)此式的定性溫度為流體平均溫度tf (但w按壁溫計(jì)算)，特長(zhǎng)長(zhǎng)度為管徑。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證范圍:1/30.14Ref=10Jl.2X105,Prf = 0.4816700,，= 0.00449.75,Ref->2wl / d w5 .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)Grgl3 T2(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/ m2 sKNu -螺旋管外表面努塞爾數(shù)入螺旋管外流