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空冷器的設(shè)計(jì)參考

日期：2022-01-11 01:31:52點(diǎn)擊：271

空冷器的設(shè)計(jì)參考
4. 2-4. 4節(jié)主要講述了空冷器的設(shè)計(jì)方法,從計(jì)算例可知，傳熱系數(shù)的計(jì)算是設(shè)計(jì) 的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是最復(fù)雜的步驟，尤其是對(duì)于石油化工中的換熱介質(zhì)，由于影響其物性數(shù) 據(jù)的因素很多，難以精確地選取,給傳熱計(jì)算帶來很大困難。為此,本節(jié)推薦一組空冷器 傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，借助推薦的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以大大簡(jiǎn)化空冷器的設(shè)計(jì)。應(yīng)當(dāng)指出，這 些推薦數(shù)據(jù)是在特定的條件下給出的，因此，在選取和應(yīng)用時(shí)要特別細(xì)心,應(yīng)選取較大的 設(shè)計(jì)余量，為此，本節(jié)提出了選用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的注意事項(xiàng)，并給出了利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì) 實(shí)例。

4.5.1空冷器傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)
推薦的傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4. 5. 1 -4. 5. 30各表中的傳熱系數(shù)是以光管（基 管）外表面為基準(zhǔn)的。
表4. 5.1液體冷卻空冷器
液體名稱 運(yùn)行條件及說明 傳熱系數(shù)/(W • m 2 - ℃-')
重油 8 ~ 14 °C API
150 r（平均溫度）
200勾（平均溫度）		   35 ~58
58 ~93
油品 20 °C API
93 r （平均溫度）
150 T （平均溫度）
200 X.（平均溫度）		 管內(nèi)流速＞0.5 m/s 50 ?90
70-120
170-220
油品 30 °C API
93勾（平均溫度）
150 r （平均溫度） 200 r （平均溫度）		 管內(nèi)流速＞0.5 m/s 140 ~190
250 ~ 300
280 ~330
柴油   250 ?300
煤油   300 -330
汽油   380-400
輕燈類   400 ?450
氨   500-600
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的鹽水（水占75% ） 管內(nèi)流速＞0.5 m/s 500 ~600
水 管內(nèi)流速＞0.5 m/s 600 ?700
     
表4. 5.2管內(nèi)凝結(jié)空冷器（1）
流體名稱 運(yùn)行條件和說明 傳熱系數(shù)/(W - m-2 -℃-')
水蒸氣   700 ?800
含10%不凝氣的蒸汽   500 -600
含20%不凝氣的蒸汽   400-500
含40%不凝氣的蒸汽   300 ?400
純的輕炷   440 ?480
混合的輕煙   350 ?400
汽油   340 ?400
汽油-蒸汽混合物   400 -430
中等組分姪類   250 ?280
 

中等組分炷類-水蒸氣   300 ~350
純有機(jī)溶劑   400 ?450
氨   500-600
原油分餡塔頂氣體   300 ?400
輕汽油-水蒸氣-不凝氣 含不凝氣30%以下 300 ?400
煉廠富氣冷凝 含不凝氣50%以上 200 ~ 280
輕碳?xì)浠衔锏睦淠?/span> c2 »C3»C5，。6 500 ?400
輕汽油   400
煤油   350 ?400
芳煙   400 ?450
加氫裂解 100 - 200(表壓) 420
加氫精制（汽油） 80（表壓） 380
加氫精制（柴油） 65（表壓） 300
柴油   200 ?300
燃料油   110
潤(rùn)滑油（低黏度）   100 ?140
工業(yè)過程水   500-600
 
 
表4. 5.3氣體或蒸汽的冷卻
氣體名程 氣體壓力（表壓）xlO5/Pa
0.7 3.5 7.0 21 35
傳熱系數(shù)/(w - m-2 - r-')
輕姪類 80-110 160 ~190 250 -280 360 ~ 380 390 ~ 420
中等組分煙類 80-110 190 -210 250 ~280 360 ~380 390 ~420
空氣 40 ~50 80-110 140 ~170 220-250 250 ~280
氨 50 ~80 80 ?110 170 ~180 250 ?280 280 ~ 300
水蒸氣 50-80 80 ~ 110 140 ~170 250 -280 300 ~350
氫氣，體積分?jǐn)?shù)為100% 110 ~160 250 ~280 360 ~ 380 470-500 540 -580
氫氣，體積分?jǐn)?shù)為75% 90 ?140 220 ~250 330 ?350 440 - 470 480-520
氫氣，體積分?jǐn)?shù)為50% 80 ?130 190 ~220 300 ~330 410-450 470 ~500
氫氣，體積分?jǐn)?shù)為25% 60 ~ 120 160 ?180 240-320 350 -380 450 ~480
 
 
應(yīng)當(dāng)注意，在選用上述表格中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，除了要保證管外空氣質(zhì)量流速在3.0~

5.0 kg/(m2 - s)之外，還應(yīng)保證管內(nèi)流體的流速在一定的范圍之內(nèi)。例如，當(dāng)管內(nèi)是水或 其他液體的冷卻時(shí)，管內(nèi)流速應(yīng)大于0. 2-0. 5 m/s,當(dāng)管內(nèi)是氣體介質(zhì)的冷卻時(shí)，管內(nèi)流 速應(yīng)大于5~10 m/so同時(shí),還要考慮污垢熱阻的大小。一般，為了設(shè)計(jì)安全，應(yīng)選取經(jīng) 驗(yàn)數(shù)據(jù)中的最小值＜
在第2. 6節(jié)列出了管內(nèi)單相流體換熱系數(shù)的計(jì)算方法，以水為例的一組計(jì)算結(jié)果見 表4.5.4,可以看出，當(dāng)管內(nèi)流速低于0.2 m/s時(shí),管內(nèi)換熱系數(shù)值很低，而傳熱系數(shù)永遠(yuǎn) 低于最小的換熱系數(shù)值，因而導(dǎo)致傳熱系數(shù)的下降，甚至可能低于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
表 4. 5.4 以水為例的計(jì)算結(jié)果
管內(nèi)流速。/(m • s ') 0. 05 0. 1 0.2 0.5 1.0
管內(nèi)Re數(shù) 5 258 10 516 21 033 52 584 105 169
hi/（W • m-2. ℃-1） 600 1 045 1 820 3 788 6 595
 
 
由表4.5.4中的計(jì)算結(jié)果可知，為了保證管內(nèi)有足夠高的換熱系數(shù)，管內(nèi)水的流速應(yīng) 大于0. 2 ~0.5 m/s,在空冷器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果選取的單管程的管子數(shù)目太多，就會(huì)導(dǎo)致 管內(nèi)換熱系數(shù)和傳熱系數(shù)過低的情況。
幾個(gè)設(shè)計(jì)例與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較如下：
(1) 在例4. 2. 1中，空冷器管內(nèi)是水的冷卻，計(jì)算的傳熱系數(shù)值為435 W/(m2 • ℃)， 而由表4.5. 1查取的數(shù)據(jù)是600 -700 W/(m2 • ℃),大于計(jì)算值,可能的原因是計(jì)算值 對(duì)應(yīng)的管內(nèi)流速較低，僅為0.205 m/s；
(2) 在例4.3. 1中，空冷器管內(nèi)是水蒸氣的凝結(jié)和凝結(jié)水的冷卻，計(jì)算結(jié)果是:凝結(jié) 段的傳熱系數(shù)為667. 5 W/( m2 .℃)，而在表4. 5. 2中推薦的數(shù)值為700 ~ 800 W/(m2 • ℃)；在水冷卻段,傳熱系數(shù)的計(jì)算值為100.3 W/(m2 •℃)，比在表4. 5. 1 査取的數(shù)據(jù)600 ~ 700 W/(m2 •℃)要小得多，主要原因是蒸汽凝結(jié)后的液量的體積變 小，導(dǎo)致管內(nèi)水的流速過低所致”
由此可見，由于設(shè)計(jì)條件差別很大，如有可能，空冷器的傳熱系數(shù)還是應(yīng)以計(jì)算為主, 而以上述經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為參考。

上一篇：6.2熱管式電子元件散熱器的設(shè)計(jì)

下一篇：4.5.2應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)實(shí)例

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