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换热器换热面积计算时,如何确定整体传热系数U?
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换热器换热面积计算时,如何确定整体传热系数U?

2024.03.14

换热器换热面积的计算是设计与优化换热设备的关键环节,其中整体传热系数U作为计算过程中的核心参数,直接影响着换热器的设计效率和经济性。整体传热系数U反映了换热器内部热量传递的速率,它整合了换热面两侧流体的物理性质、流动状态、换热面的几何形状与表面粗糙度、以及任何阻碍有效传热的附加阻力等因素。准确测定并合理估算整体传热系数U,对于确保换热器达到预期的换热能力和满足工艺需求至关重要。

首先要明确它是传热过程中的一个综合指标,包含了对流传热系数、导热系数和接触热阻三大部分。对流传热系数受到流体的性质(如粘度、密度、比热容)、流速、流动状态(层流、湍流)、以及换热面的几何特征(如管径、翅片间距)的影响;导热系数则取决于换热器材质本身的热传导性能;接触热阻来源于换热面之间的间隙或污垢,会削弱热量的有效传递。

在实际计算过程中,首先应当获取或依据相关手册查找出换热面两侧流体各自的对流传热系数,然后结合换热器的具体结构,例如管壳式换热器要考虑管壁的导热以及管内外侧对流传热系数的不同,翅片管式换热器则需引入翅片对换热效果的增强效应。对于可能存在污垢的情况,需在计算中加入污垢热阻的影响。

为提高计算准确性,有时还需要通过实验测量或仿真模拟来获得更加贴近实际情况的整体传热系数U。在设计阶段,工程师可以通过改进换热器结构、选择适宜的换热介质和运行条件、加强换热面的清洁维护等方式,有效地提升整体传热系数U,从而在保证换热效果的同时,优化换热器的换热面积,降低设备成本与能耗。

确定换热器的整体传热系数U是一个复杂而又精细的过程,需要全面考虑换热过程中各个环节的影响因素,并结合理论分析、实验研究和实际应用经验,以确保设计出的换热器既具备高效稳定的换热性能,又能满足工程项目的个性化需求。


艾克森--随需应变的换热解决方案

上海艾克森股份有限公司是专业从事换热设备研发、制造、销售及服务的换热解决方案提供商。生产总部位于中国上海黄渡工业园,拥有谢春路工厂、太仓港区工厂共计10多万平方米,直属销售和服务覆盖全国27个主要城市,按主要应用分供热、制冷和工业三大领域,包括暖通空调、制冷、能源电力、钢铁冶金、石油化工、食品医药、新能源电子、船舶海工及环保处理等细分市场提供随需应变的换热解决方案和快速高效的客户服务,帮助客户实现高效的冷、热交换和清洁能源利用,减少能源浪费和二氧化碳排放。

以板式换热和系统集成为两大核心技术,艾克森按AS标准生产包括板式换热器板式换热机组全焊板壳式换热器全焊板框式换热器全焊空气换热器工艺水冷却系统余热回收系统魔方箱式换热站预装式集成冷站等在内的全系列换热设备,同时也提供符合ASME、CE、AHRI、API、DNV、GL、LR、ABS、BV、NK、KR、CCS、RINA、RS、CCC、GB等国际规范和标准的产品。

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