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熱交換器傳熱機理

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熱交換器的傳熱是研究溫度不同的兩種介質之間相互進行熱傳遞的一門學科,根據能量守恒定律,熱傳遞也是一種能量的平衡。熱平衡是傳熱理論的重要組成部分,主要包括從一種高溫介質傳遞到低溫介質的能量和兩種介質熱損失之和,即高溫介質傳遞給低溫介質的熱量+高溫介質的熱損失量=低溫及至吸收的熱量+低溫介質的熱損失量。
       熱傳遞過程一般分為三種方式,即傳導、對流和輻射,一般換熱器熱傳遞經常是三種方式同時存在,但根據不同場合,往往是一種方式占主導,在工業中使用的換熱器的傳熱主要是熱介質通過壁冷傳遞給冷介質,即熱介質先傳遞給壁,再由壁傳遞給冷介質,這一過程既有熱對流傳熱又有熱傳導傳熱,這就是換熱器傳熱的基本理論。
        換熱器傳熱計算方法的理論根據是從熱傳遞量化發展而來的。目前,傳熱計算方法通常采用柯恩法(Kern)和貝爾(Bell)兩種。
柯恩法是20世紀50年代發展起來的,主要是把換熱器作為一個整體處理,除了傳熱以外,同時將流動、溫度分布、污垢及結構等問題一并在計算方法中考慮,同時還將兩相流理論包括到計算方法中。
      貝爾法是60年代初期,在經過大量試驗的基礎上引入流路校正系數而發展起來的一種傳熱計算方法,是一種半分析方法,貝爾法更精確地解決了換熱器殼程的傳熱計算。
      兩種計算方法在傳熱計算過程中較為常用,但目前多用貝爾法進行傳熱計算,以后國內又發表了流路分析法,特點是可以計算出各流路條件發生變化時殼程的結構和壓降的關系,從而計算出個流路之間的流量分配,使設計者能夠更好地分析問題并采取相應的措施使換熱器的效率更高。
      換熱器的傳熱計算方法比較復雜,分為無相變傳熱、有相變傳熱兩大類,有相變傳熱又分冷凝傳熱和沸騰傳熱兩種,傳熱計算方法應根據介質的情況、結構情況選擇不同的計算公式,計算出合理、經濟的傳熱面積和壓降,此時換熱器的選型才是最佳的。
     空冷式換熱器的傳熱和壓降計算更為復雜,但基本方程式相同。

2020年1月5日 22:46
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