Hvilke faktorer vil påvirke varmeoverførselskoefficienten for en skal- og rørvarmeveksler?

1. Væskeegenskaber
Termisk ledningsevne:
Jo større varmeledningsevne en væske har, jo større er dens varmeoverførselskapacitet. For eksempel er vands varmeledningsevne meget større end luftens, så varmeoverførselskoefficienten er normalt højere, når vand bruges som varmevekslermedium. Forskellige væsker, såsom olie og gas, har store forskelle i termisk ledningsevne, hvilket vil påvirke varmeoverførselskoefficienten for varmeveksleren væsentligt.
Den termiske ledningsevne kan også ændre sig, når væsken indeholder urenheder eller additiver. For eksempel kan tilsætning af varmeledningsevneforstærkere såsom nanopartikler til vand øge den termiske ledningsevne af vand og dermed varmeoverførselskoefficienten.
Specifik varmekapacitet:
Væsker med stor specifik varmekapacitet kan absorbere eller frigive mere varme, når temperaturen ændres, hvilket er med til at øge varmeoverførselskoefficienten. For eksempel har vand en stor specifik varmekapacitet og kan overføre varme mere effektivt under varmeveksling. I modsætning hertil har nogle organiske væsker en lille specifik varmekapacitet og kan have en relativt lav varmeoverførselskoefficient.
En væskes specifikke varmekapacitet påvirkes også af temperatur og tryk. Under forskellige arbejdsforhold kan en væskes specifikke varmekapacitet ændre sig, hvilket igen påvirker varmeoverførselskoefficienten.
Viskositet:
Højviskositetsvæsker vil producere større strømningsmodstand under strømningsprocessen, reducere strømningshastigheden og derved svække den konvektive varmeoverførselseffekt og reducere varmeoverførselskoefficienten. For eksempel har højviskositetsvæsker såsom tung olie normalt en lavere varmeoverførselskoefficient i skal- og rørvarmevekslere.
Viskositeten ændrer sig også med temperaturen. Generelt set, når temperaturen stiger, falder viskositeten, den konvektive varmeoverførselseffekt øges, og varmeoverførselskoefficienten kan stige.
2. Flowtilstand
Flowhastighed:
Forøgelse af væskens strømningshastighed kan øge væskens turbulens, reducere tykkelsen af ​​grænselaget og dermed øge varmeoverførselskoefficienten. I en skal- og rørvarmeveksler kan væskestrømningshastigheden øges ved at øge pumpens effekt eller justere rørstørrelsen.
Stigningen i flowhastigheden vil dog også øge flowmodstanden og øge pumpens energiforbrug. Derfor er det nødvendigt at balancere varmeoverførselseffekten og energiforbruget og vælge en passende strømningshastighed.
Turbulensgrad:
Væsken i en turbulent tilstand har en højere varmeoverførselskoefficient. Væskens turbulens kan fremmes ved at sætte ledeplader, ændre arrangementet af rørbundterne og andre metoder. For eksempel kan brugen af ​​spiralbafler få væsken til at danne en spiralstrøm i skallen, øge turbulensen og forbedre varmeoverførselskoefficienten.
I modsætning hertil er varmeoverførselskoefficienten lavere i laminær tilstand. Når man designer en varmeveksler, bør laminære strømningsområder undgås så meget som muligt for at forbedre den samlede varmeoverførselsydelse.
3. Varmevekslerstruktur
Varmevekslerrørets størrelse og form:
Størrelsen (såsom rørdiameter, rørlængde) og formen af ​​varmevekslerrøret vil påvirke varmeoverførselskoefficienten. Generelt har varmevekslerrør med mindre diameter et større forhold mellem overfladeareal og volumen, hvilket kan forbedre varmeoverførselskoefficienten. For eksempel i nogle små varmevekslere kan brugen af ​​tyndvæggede varmevekslerrør med lille diameter forbedre varmeoverførselseffektiviteten betydeligt.
Særlige former for varmevekslerrør, såsom korrugerede rør, spiralrør osv., kan øge væskens turbulens og varmeoverførselsområde og derved forbedre varmeoverførselskoefficienten.
Rørafstand og arrangement:
Rørafstanden og arrangementet vil påvirke væskens strømning og varmeoverførsel. Rimelig rørafstand kan sikre, at væsken kan flyde fuldt ud i skallen, undgå døde zoner og forbedre varmeoverførselskoefficienten. For eksempel har varmevekslerrør arrangeret i ligesidede trekanter højere varmeoverførselskoefficienter end varmevekslerrør anbragt i kvadrater, fordi det ligesidede trekantarrangement kan danne en mere kompleks strømningsvej for væsken i skallen og øge graden af ​​turbulens.
For lille rørafstand kan føre til øget strømningsmodstand, mens for stor rørafstand vil reducere varmeoverførselsarealet og reducere varmeoverførselskoefficienten.
Baffle indstilling:
Indstillingen af ​​ledeplader kan ændre væskens strømningsretning, øge væskens turbulensgrad og forbedre varmeoverførselskoefficienten. Parametre såsom afstand, form og hakhøjde af ledepladerne vil påvirke varmeoverførselseffekten. For eksempel er buebafler en almindelig baffelform i skal- og rørvarmevekslere. Rimelig valg af mellemrum og hakhøjde på stævnpladerne kan danne god turbulens i skallen og forbedre varmeoverførselskoefficienten.
4. Tilsmudsning og korrosion
Termisk modstand mod tilsmudsning:
Når varmeveksleren kører, vil urenheder, sedimenter osv. i væsken danne tilsmudsning på overfladen af ​​varmevekslerrøret, hvilket øger den termiske modstand og reducerer varmeoverførselskoefficienten. Størrelsen af ​​tilsmudsningens termiske modstand afhænger af faktorer såsom besmugtningens art, tykkelse og varmeledningsevne.
I nogle områder med dårlig vandkvalitet er overfladen af ​​varmevekslerrørene i skal- og rørvarmeveksleren f.eks. tilbøjelige til afskalning, hvilket resulterer i et fald i varmeoverførselskoefficienten. For at reducere den termiske modstand af begroning kan der træffes foranstaltninger såsom regelmæssig rengøring og tilsætning af anti-afkalkningsmidler.
Korrosion:
Korrosion vil beskadige overfladen af ​​varmevekslerrøret og reducere varmeoverførselskoefficienten. Samtidig kan korrosionsprodukter også danne snavs på overfladen af ​​varmevekslerrøret, hvilket yderligere øger den termiske modstand. For eksempel, i nogle meget korrosive miljøer, såsom den kemiske industri, skal skal- og rørvarmevekslere bruge korrosionsbestandige materialer eller tage anti-korrosionsforanstaltninger for at reducere korrosions indvirkning på varmeoverførselskoefficienten.
Hvis du vil vide de faktorer, der påvirker varmeoverførselskoefficienten for skal- og rørvarmeveksleren, kan du konsultere vores professionelle teknikere, vi vil betjene dig helhjertet 24 timer i døgnet!