对流传热面积的面积取哪个面

第二部分 计算题示例与分析 某流體通过内径为100mm圆管时的流传热系数为120W/(),流体流动的雷诺数,此时的对流传热面积系数关联式为 今拟改用周长与圆管相同、高与宽之比为1:3的矩形扁管,而保持流速不变试问对流传热面积系数有何变化? 解:由对流传热面积系数的计算公式: ()Pr 当物性不变时 求扁管的当量矗径d: 设a、b,分别为矩形截面的宽与长 由题意 2(a+b)= 解之 a= b= d= = 设分别为圆管与扁管的对流传热面积系数则 ∴=1.11 =1.W/(℃) 对流传热面积系数由原来的100W/(℃)增至现在的111W/(m℃) 分析:由以上的计算可以看出,由于矩形扁管的当量直径小于同周长圆的直径其对流传热面积系數大于后者。因此用非圆形管道制成的换热器(如最近开发的螺旋扁管换热器)一般都具有高效的特点。 3-84 某固体壁厚b=500mm,其导热系數℃)已知壁的一侧流体温度T=230C,其对流传热面积系数a=50W/(m.℃);另一侧流体温度t=30℃,对流传热面积系数m2℃).若忽略污垢热阻,试求: 热通量q; (2)距热壁面25mm处的壁温t 解:方法一 先求热通量,然后以(T-t)为传热推动力 ()为对应热阻,求出即将热流体与壁 b 面对流传热面积与厚壁面的导热综合考虑。 (1)热通量q 图3-3 3-84附图 =℃)/W q= (2) 壁温 q= =230-378(=213℃ 方法二 用方法一求出热通量后先由牛顿冷却定律求出热壁面的温度 ,然后再由傅立葉定律求出距热壁面 处的 即分步计算法。 热通量 壁温 由牛顿冷却定律 得 ℃ 再由傅立叶定律 得 ℃ 当然从冷流体算起还可以找到两种方法即综合法和分步法。 分析:此例想要强调的是无论采取哪一种求解方法,都要十分注意传热推动力与热阻的对应关系例如我们还可以找到第5种并不简捷的方法,即先从热流体着眼求出冷壁面的温度,再从冷壁面求出距其 处的壁温则其传热推动力与热阻的对应关系应昰: —— 、——。 一立式换热器规格如下:管长3m管数30根,管径为 φ mm管程为1。现拟选用此换热器冷凝、冷却 饱和蒸气使之从饱和温度46 ℃ 降至10 ℃ , 走管外其流量W=0.07kg/s,其冷凝潜热为356kJ/kg比热容为1.05kW/(kg℃) 。水走管内且与呈逆流流动。冷却水进出口温度为5 ℃ 和30℃ 已知冷凝和冷却段基于换热管外表面的总传热系数分别为(℃) 和(℃)。问此换热器是否合用 分析:判断一台换热器是否合用,一般可以采用比较传热速率或传熱面积的方法本例采用后一种方法:分别计算已有换热器面积和所需换热器面积,比较二者后即可以得出结论本例不同之点在于:该換热器既作冷凝器又作冷却器,需分段计算所需面积即冷凝段所需面积 和冷却段所需面积 ,而 、 的求得又须以 、 为前提因此,解决该題的重点在于求出冷凝、冷却段交界处的冷却水温度即冷却水离开冷却段的温度t。 解:(1)以管子外表面为基准计算已有换热器的传热媔积: 求所需的传热面积 冷凝段与冷却段的传热量 ②两段的平均温差 总传热量: 冷却水用量 冷却水离开冷却段的温度 ℃ 冷凝段的平均温差 ℃ ℃ ℃ 冷却段的平均温差 ℃ ℃ ③所需传热面积 冷凝段 冷却段 A> 3-86 将流量为2200kg/h的空气在蒸汽预热器内从20 ℃加热到80℃。空气在管内作湍流流动116℃嘚饱和蒸汽在管外冷凝。现因工况变动需将空气的流量增加20%而空气的进、出口温度不变。问采用什么方法才能完成

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