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探究蒸發(fā)式不銹鋼冷凝器光滑圓管管束的傳熱和壓降

http://thumburl.com 發(fā)布日期:[ 2013年6月18日 ]

在不同噴淋密度0.024~0.048kg/m.s和迎面風速2.0—4.0m/s范圍內,hwa測值為86.1~209.8 W/m2.K,壓降值為31.1~118. 8Pa。由圖可見,隨著迎面風速的不斷增大,hwa隨之穩(wěn)步增加,但增加幅度越來越小。噴淋密度對hwa也有一定影響,但影響較小,噴淋密度在0. 024~0.048kg/m.s范圍內,hwa增加不很過15%,且隨著噴淋密度的增加,hwa增加幅度越來越小。但隨空氣流速的增大,噴淋密度對hwa的影響也越來越大。壓降隨空氣流速的增加而增大,因此在能滿足換熱量的情況下,應盡量維持較低的空氣流速。

據分析,空氣與水膜之間的傳熱傳質主要發(fā)生在空氣與水膜接觸面上,空氣主要處于湍流狀態(tài)。 空氣流速增大不僅可以改善空氣本身的傳熱狀況,且可加快空氣與水膜接觸面的更新過程,從而增大 空氣和水膜之間熱質交換的劇烈程度,增加傳熱系 數。但由于風速的增大減少了熱濕交換時間,因此傳熱膜系數增加幅度越來越小。水膜在流動與傳熱傳質過程中處于層流狀態(tài),水流率的增大基本不會改善水膜本身的傳熱傳質狀況,其對傳熱傳質的影響主要在于水膜的表面特性及其與空氣的接觸面積。 當管表面結構一定的情況下,水膜表面特性基本不變,因此傳熱膜系數的增加主要通過增大水與空氣的接觸面積,但噴淋密度大到水膜能基本潤濕盤管表面時,水與空氣接觸面積的增加程度有限,因此噴淋密度對hwa影響并不大。但空氣流速較高時,由于較高流速的空氣對水膜的剪切和擾動作用,引起水膜表面甚至內部特, 性發(fā)生較大變化,因此噴淋密度對hwa的影響也越來越大。
 

在實驗基礎上,采用較小二乘法對實驗數據進行回歸分析,得到管外水膜與空氣對流傳 熱系數hwa的回歸結果:
 

上式適用于水和空氣換熱的場合,Re范圍6800~13600,回歸相關系數R為0.9642, 較大偏差為12.2%,較小偏差為1.1%。

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