加熱コイルの内外の熱交換係数はどのように求めるか
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現在、工程部門にHYSYSを使ってコイルの内部と外部の媒体の比熱容量を計算してもらっています。比熱容量の単位はKJ/KG*℃であり、熱交換係数の単位はW/㎡*℃なので、比熱容量を使って内部と外部の熱交換係数を計算できるでしょうか。また、加熱用コイルの流量はKG/Hで、温度は130℃から160℃です。この場合、熱交換係数は、比熱容量に流量を掛け、熱交換面積で割った値、つまりK=CM/Aとなります。。これでいいですか。
内側のコイルについては、管殻式熱交換器の熱交換係数の計算を参考にできる。外側のコイルはよくわかりません。
管内では、直管内の計算式を用いて計算し、その後補正を加える。 管外は大空間の自然対流で計算する。
外部のコイルではなく、コイルの内外にある媒体間の熱交換係数です〜;P
これは熱交換器の計算式を使って計算するのですか？計算式の出典を教えていただけますか？~
この投稿は最後にwiseboyによって2015-6-10 09:39に編集されました1。管内膜係数は簡単に計算できる。直管内の計算式を用いてaioを求め、次に補正する：ai=（1+3.5do/Dr）Xaio。ここで、doは管子の外径で、単位はmである； Dr——コイルの直径、m； 2。難点は管外の膜係数の計算であり、自然対流の膜係数式を用いて計算する。この式は複雑で、流動形態を判断する必要があります。さらに液体の膨張係数という物性値も必要で、見つけにくく、使用する媒体がどのような液体かを知っている必要があります。最も難しいのは、この式に管の外壁温度が含まれており、これは最初は未知数であるため、この壁温を何度も試行錯誤して求めなければならないことです。理論的には、初等数学の知識では無力である。 したがって、スペースの関係上、ここでより具体的なアルゴリズムをお伝えすることはできません。もし工学的な目的であれば、人に計算を依頼することができます（専門家はVHeaterのようなソフトウェアを使っているはずです）；もし*手計算を学びたいのなら、参考文献を探してください。 教訓：多くの人が何ヶ月も悩み、苦労し、相談しながらも、最後の段階で「配管の外壁温度が不明」であるために努力が水の泡となり、完全に諦めてしまう。
この投稿は最後にwiseboyによって2015-6-10 09:49に編集されました。また、コイルの外側についてもLZは明確に説明していません：流れる媒体なのでしょうか？一度に装填して、出入りしないことが、非常に重要です。例えば、タンクとは一定量の流体を一度に投入するものです。だからLZのこの質問はあまりにも曖昧で、みんなの時間と労力を無駄にしています。「K=CM/A」については、全く理にかなっていない。
もう少し詳しく説明しますね：加熱コイルは熱交換器に似ており、容器内の媒体の入口温度は201.3度、出口温度は172.1度です。容器の筒部の長さは4000mmで、平らな蓋があります。熱交換用の管が容器内に挿入されており、1本の管が使用されています。熱交換時の温度は、入口が145度、出口が160度です。また、容器には断熱処理が施されています。熱交換管の長さを求めるにあたり、まずK=1/(1/Aw+δ/λ+1/An) W/(㎡·°C)という式を用いて伝熱係数を計算しました。これは、熱交換管内の媒体の比熱容量と容器内の媒体の比熱容量がどちらも2.985KJ/KG-℃であるためです。それから、私はK=CM/Aを使います。 次に、総伝熱係数を用いて最終的に伝熱面積を算出する。 しかし問題は、AwとAnがそれぞれ内部媒体と外部媒体の熱伝達係数であるか分からず、計算できるかどうかもわからないことです。発注者が提供したHYSYSの物質収支表はあまり完全ではなく、そこに記載されている熱伝導率は空欄になっています。 初めて計算してみたのですが、これで正しいかどうかわかりません。内部と外部の媒体の伝熱係数を考慮しなくても、他に良い方法はあるでしょうか？ご紹介いただいた式は、私は流体力学を専門としていないためあまり理解できません。この式も、高等教育の伝熱学の本を見てようやく見つけたものです。
AW、An、それが問題なのだ。あなたの知識レベルを考えると、もう返信しません。
私のプロセスエンジニアがHYSYSを使ってもう一度計算してくれました。彼は内外の熱伝導率を算出し、それぞれを管の周囲長で割ることで熱伝導率を求めました。最終的に得られた値は、彼がソフトウェアで計算した結果と2ミーの差がありました。私が計算したら55で、彼がソフトウェアで計算したら57でした。この結果ならまだ控えめな方で、問題ないと思います~
結果は同じでも、同意するわけにはいかない。なぜなら方法が間違っているからだ。だから結果が似ているのは偶然に過ぎず、そのような幸運は規則性ではない。
やはり熱交換器の計算方法で計算しようかな～実はこの計算方法についても疑問があるんだ~