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1、增大传热面积A;2、增加平均温度差;3、提高传热系数K。
(1)增大换热面积 (2)增加温差 (3)提高传热系数
1。增大换热面积 2。加大换热温差 3。增大流体流速 4。改善换热介质
强化传热过程的主要途径有三条,但哪一条较有利,要作具体分析。 1、增大传热面积A 2、增大平均温度差 3、增大 传热系数K
强化传热的措施要从这三方面来考虑。 一、增大传热面积A 传热速率与传热面积成正比,传热面积增加可以使传热强化。需要注意的是,只有热交换器单位体积内传热面积增大,传热才能强化。这只有改进传热面结构才能做到。例如,采用小直径管,或采用翅片管、螺纹管等代替光滑管,可以提高单位体积热交换器的传热面积。我国浮头式热交换器系列由φ25管改为φ19管后,在壳径D=500~900mm时,传热面积可增加42%,单位传热面积的金属消耗量可降低21~31%。一些新型的热交换器,象板式、翅片式在增大传热面积方面取得了较好的效果。列管式热交换器每立方米体积内的传热面积为40~160m2,而板式热交换器每立方米体积内能布置的传热面积为250~1500m2,板翅式更高,一般能达到2500m2,高的可达4350m2以上。 二、增大传热温度差△tm 增大传热温度差是强化传热的方法之一。传热温度差主要是由物料和载热体的温度决定的,物料的温度由生产工艺决定,不能随意变动,载热体的温度则与选择的载热体有关。载热体的种类很多,温度范围各不相同,但在选择时要考虑技术上可行和经济上合理。例如,水蒸汽是工业上常用的加热剂,如前所述,水蒸汽有许多优点,但水蒸汽作为加热剂使用其温度通常不超过180℃。蒸汽温度到200℃时,温度每上升2.5℃就要提高一个大气压,到250℃时,温度每上升1.3℃时就会提高一个大气压。使用高压蒸汽会使设备庞大,技术要求高,经济效益低,安全性下降。因此,当加热温度超过200℃时,就要考虑采用其他加热剂,如矿物油、联苯混合物,甚至采用熔盐、液态金属等。由于载热体的选择受到一些条件的限制,因此,温度变化的范围是有限的。 如果物料和载热体均为变温情况,则可采用逆流操作,这时,可获得较大的传热温度差。 三、增大传热总系数K 强化传热是主要的是增大K值,从其计算式 可以看出,要提高K值就要必须减小各项热阻,而且应该从热阻最大处着手。若内、外侧垢层为主要热阻时,应设法阻止或减小垢层的生成,或采取定期清洗等措施。若两侧的对流给热系数相差很大,应把重点放在提高较小的α值方面。若两侧的给热系数都比较小时,则应设法使两个α值同时提高。 对于在传热过程中无相变化的流体,增大流速和改变流动条件都可以增加流体的湍动程度,从而提高对流给热系数。例如增加列管换热器的管程数和壳体中的挡板数,使用翅片管换热器,以及在板式换热压制各种沟槽等;但同时应考虑到对于流动阻力和清洗、检修等方面的影响。 此外,采用导热系数较大的流体以及传热过程中有相变化的载热体,都可以获得较高的α值。 总之,强化传热的途径是多方面的,在具体实施过程中,要结合生产实际情况,采取经济合理的措施。 此外,在某些特殊的场合,则是与强化传热相反,是怎样削弱传热。又称为保温或热绝缘。例如蒸汽输送管需在管外壁包扎保温层,开水瓶需采用多种保温绝热措施等。在一般的情况下,大部分削弱传热的措施是增大热阻,采用λ数值很小的材料做保温层,如石棉、软木、聚氨酯材料等。
(1)增大面积 (2)增加温差 (3)提高传热系数
影响流体换热的因素很多如:流动起因、流体有为相变、 流体的运动状态、换热表面的几何形、状流体的物理性质,工业上为了强化流体之间的换热通常采用提高流速和改变换热表面的形状来实现换热的强化
(1)增大面积 (2)增加温差 (3)提高传热系数 a、增加流体流速 b、增大导热系数 c、防止结垢
(1)增大面积 (2)增加温差 (3)提高传热系数
(1)增大面积 (2)增加温差 (3)提高传热系数
介质本身可以增加流速,使之湍流强化传热;或者改变流道也可以;设备方面对给热系数弱的一侧可以加翅片(多种翅片形式)
(1)增大面积 (2)增加温差 (3)提高传热系数