蒸發(fā)器換熱系數(shù)的理論數(shù)值

6．3．2蒸發(fā)過程的傳熱系數(shù)

蒸發(fā)中的傳熱系數(shù)K是影響蒸發(fā)設(shè)計計算的重要因素之一。根據(jù)傳熱學(xué)知識知

（6-6）

上式忽略了管壁厚度的影響。式中蒸汽冷凝傳熱系數(shù)αo可按膜式冷凝的公式計算；管壁熱阻RW往往可以忽略；污垢熱阻Rs可按經(jīng)驗值估計，確定蒸發(fā)總傳熱系數(shù)K的關(guān)鍵是確定溶液在管內(nèi)沸騰的傳熱膜系數(shù)ai。研究表明影響ai的因素較多，如溶液的性質(zhì)、濃度、沸騰方式、蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)型式及操作條件等，具體計算可參閱有關(guān)文獻[1,6]。

一、總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗值

目前，雖然已有較多的管內(nèi)沸騰傳熱研究，但因各種蒸發(fā)器內(nèi)的流動情況難以準(zhǔn)確預(yù)料，使用一般的經(jīng)驗公式有時并不可靠；加之管內(nèi)污垢熱阻會有較大變化，蒸發(fā)的總傳熱系數(shù)往往主要靠現(xiàn)場實測。表6-1給出了常用蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)范圍，可供參考。

表6-1常用蒸發(fā)器傳熱系數(shù)K的經(jīng)驗值蒸發(fā)器的型式總傳熱系數(shù)K,W/(m2K)標(biāo)準(zhǔn)式（自然循環(huán)）600～3000標(biāo)準(zhǔn)式（強制循環(huán)）1200～6000懸筐式600～3000升膜式1200～6000降膜式1200～3500二、提高總傳熱系數(shù)的方法

管外蒸汽冷凝的傳熱膜系數(shù)αo通常較大，但加熱室內(nèi)不凝性氣體的不斷積累將使管外傳熱膜系數(shù)αo減小，故須注意及時排除其中的不凝性氣體以降低熱阻。管內(nèi)沸騰傳熱膜系數(shù)αi涉及到管內(nèi)液體自下而上經(jīng)過管子的兩相流動。在管子底部，液體接受熱量但尚未沸騰，液體與管壁之間傳熱屬單相對流傳熱，傳熱系數(shù)較小；沿管子向上，液體逐漸沸騰汽泡漸多，起初的傳熱方式與大容積沸騰相近。由于密度差引起的自然對流會造成虹吸作用，管中心的汽泡快速帶動液體在管壁四周形成液膜向上流動，流動液膜與管壁之間的傳熱膜系數(shù)逐漸增加并達最大值。但如果管子長度足夠，沿管子再向上液膜會被蒸干，汽流夾帶著霧滴一起流動，傳熱系數(shù)又趨下降。因此，為提高全管長內(nèi)的平均傳熱系數(shù)，應(yīng)盡可能擴大膜狀流動的區(qū)域。

管內(nèi)壁液體一側(cè)的污垢熱阻Rs與溶液的性質(zhì)、管內(nèi)液體的運動狀況有關(guān)。由于溶液中常含有少量的雜質(zhì)鹽類如CaSO4、CaCO3、Mg(OH)2等，溶液在加熱表面汽化會使這些鹽的局部濃度達到過飽和狀態(tài)，從而在加熱面上析出，形成污垢層。尤其是CaSO4等，其溶解度隨溫度升高而下降，更易在傳熱面上結(jié)垢，且質(zhì)地較硬，難以清除；以CaCO3為主的垢層質(zhì)地雖軟利于清除，但導(dǎo)熱系數(shù)較??；此外，垢層的多孔性也使其導(dǎo)熱系數(shù)較低。所以即使厚度為1～2mm的垢層也具有較大的熱阻。為降低Rs，工程上可采取定期清理、提高循環(huán)速度、加阻垢劑，或添加少量晶種使易結(jié)晶的物料在溶液中而不是在加熱面上析出等方法。

返回目錄上一頁下一 6.4.3蒸發(fā)器的傳熱面積

6.4.3蒸發(fā)器的傳熱面積

由傳熱方程可計算蒸發(fā)器的傳熱面積A為

（6-23）

例6-2用單效蒸發(fā)濃縮NH4NO3水溶液。設(shè)計進料量為2.78kg/s，用壓力為686kPa（絕）的飽和水蒸氣將溶液由68%（質(zhì)量分率，下同）濃縮至90%。若蒸發(fā)室壓力為20kPa（絕）。溶液的沸點為373.15K，蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)為1.2kW/m2·K，沸點進料，試求不計熱損失時加熱蒸汽消耗量及蒸發(fā)器的傳熱面積。

解：水份蒸發(fā)量

由水蒸汽表查得加熱蒸汽在絕壓為686kPa時的飽和溫度和汽化潛熱為

T=437.4K，r=2073kJ/kg

蒸發(fā)室的壓力為20kPa（絕）時，二次蒸汽的汽化潛熱為

rt=2356KJ/Kg

故在沸點進料及忽略熱損失時，加熱蒸汽消耗量為

D=W(rt/r)

蒸發(fā)器的傳熱面積為

各蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)2011-05-2321:23:02|分類：化工工藝|舉報|字號大中小訂閱各蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)蒸發(fā)器形式總傳熱系數(shù)W/(m2.K夾套式350~2330盤管式580~3000水平管式(蒸汽管內(nèi)冷凝)580~2330水平管式(蒸汽管外冷凝)580~4700中央循環(huán)管式580~3000帶攪拌的中央循環(huán)管式1200~5800懸筐式580~3500旋液式930~1750強制循環(huán)型1200~7000傾斜管式930~3500升膜式580~5800降膜式1200~3500外加熱式1200~5800刮膜式(粘度1~100cP)1750~7000刮膜式(粘度1000~10000Cp)700~1200疊片離心式3500~4700空氣冷卻器總傳熱系數(shù)2011-05-2321:21:22|分類：化工工藝|舉報|字號大中小訂閱空氣冷卻器總傳熱系數(shù)大致值.W/(m2.℃)冷凝K值液體冷卻K值氣體冷卻操作壓力kPa(表壓)壓力降kPaK值氨625機器夾套水710空氣或煙道氣3450.7~3.557氟利昂-12400柴油14069013.8110汽油460輕瓦斯油37069034170輕碳氫化合物510輕碳氫化合物480碳氫化合物氣體2417200430輕石腦油40086221200重石腦油370重整爐液流400690034460重整反應(yīng)器廢氣400殘油85氨反應(yīng)器流體480低壓蒸汽770焦油40塔頂蒸汽370有夾套的容器總傳熱系數(shù)2011-05-2321:20:13|分類：化工工藝|舉報|字號大中小訂閱帶有夾套的容器總傳熱系數(shù)大致值.W/(m2.℃)夾套內(nèi)的流體容器內(nèi)的流體傳熱壁材料K值夾套內(nèi)的流體容器內(nèi)的流體傳熱壁材料K值蒸汽水不銹鋼850~1700蒸汽水玻璃襯里碳鋼400~570蒸汽水溶液不銹鋼450~1140蒸汽水溶液玻璃襯里碳鋼285~480蒸汽有機液不銹鋼285~850蒸汽有機液玻璃襯里碳鋼170~400蒸汽輕油不銹鋼340~910蒸汽輕油玻璃襯里碳鋼230~425蒸汽重油不銹鋼57~285蒸汽重油玻璃襯里碳鋼57~230鹽水水不銹鋼230~1625鹽水水玻璃襯里碳鋼170~450鹽水水溶液不銹鋼200~850鹽水水溶液玻璃襯里碳鋼140~400鹽水有機液不銹鋼170~680鹽水有機液玻璃襯里碳鋼115~340鹽水輕油不銹鋼200~740鹽水輕油玻璃襯里碳鋼140~370鹽水重油不銹鋼57~170鹽水重油玻璃襯里碳鋼57~170傳熱油水不銹鋼285~1140傳熱油水玻璃襯里碳鋼170~450傳熱油水溶液不銹鋼230~965傳熱油水溶液玻璃襯里碳鋼140~400傳熱油有機液不銹鋼170~680傳熱油有機液玻璃襯里碳鋼140~370傳熱油輕油不銹鋼200~740傳熱油輕油玻璃襯里碳鋼115~400傳熱油重油不銹鋼57~230傳熱油重油玻璃襯里碳鋼57~200評論這張轉(zhuǎn)發(fā)至微博轉(zhuǎn)發(fā)至微博閱讀(483)|評論(0)|喜歡推薦0人轉(zhuǎn)載浸沒在液體中的盤管總傳熱系數(shù)空氣冷卻器總傳熱系數(shù)歷史上的今天最近讀者登錄后，您可以在此留下足跡。sunzubin518hbdgyzfcjwsunjliuhongzdongbin7njmscxh2可樂會醉熱度評論點擊登錄|昵稱：浸沒在液體中的盤管總傳熱系數(shù)2011-05-2321:17:46|分類：化工工藝|標(biāo)簽：蒸汽水溶液|舉報|字號大中小訂閱浸沒在液體中的盤管總傳熱系數(shù)大致值.W/(m2.℃)熱側(cè)冷側(cè)清潔表面的K值考慮到常見污垢情況下的K值自然對流強制對流自然對流強制對流加熱時應(yīng)用蒸汽水溶液1420~18401700~3120570~1140850~1560蒸汽輕油280~400625~790270~260340~620蒸汽中質(zhì)潤滑油230~340570~738200~230280~570蒸汽6號柴油110~230400~51085~170340~460蒸汽焦油或瀝青85~200280~40085~140220~340蒸汽熔融蠟200~260260~310110~200200~260蒸汽熔融蠟200~260260~310140~200200~280蒸汽空氣或氣體10~2028~365~1723~45蒸汽糖蜜或谷物糖漿110~220400~51085~170340~460高溫?zé)崴芤?50~8001100~1420400~570620~910高溫傳熱油焦油或瀝青70~170260~37057~110170~280導(dǎo)熱姆或亞老哥爾焦油或瀝青85~170280~34068~114170~280冷卻時應(yīng)用水水溶液620~7701110~1390370~540600~8