Hei ada! Sebagai pembekal plat - jenis penukar haba jenis shell, saya sering bertanya tentang cara mengira pekali pemindahan haba anak -anak lelaki yang buruk ini. Ini adalah aspek penting, terutamanya jika anda ingin mengoptimumkan prestasi penukar haba anda. Oleh itu, mari kita menyelam terus dan pecahkan langkah demi langkah.
Memahami asas -asas
Mula -mula, kita perlu memahami pekali pemindahan haba. Secara ringkas, pekali pemindahan haba adalah ukuran seberapa baik bahan atau sistem boleh memindahkan haba. Untuk plat - jenis penukar haba jenis shell, ini semua tentang bagaimana haba yang cekap boleh bergerak dari satu cecair ke yang lain melalui plat.
Terdapat dua jenis utama pekali pemindahan haba yang kami bimbang dengan: pekali pemindahan haba keseluruhan (U) dan pekali pemindahan haba individu untuk cecair panas dan sejuk (H₁ dan H₂). Koefisien pemindahan haba keseluruhan mengambil kira semua rintangan untuk pemindahan haba dalam sistem, termasuk pengaliran melalui plat dan perolakan di kedua -dua belah plat.
Faktor yang mempengaruhi pekali pemindahan haba
Sebelum kita mula mengira, penting untuk mengetahui faktor -faktor yang boleh mempengaruhi pekali pemindahan haba.
Sifat cecair
Ciri -ciri cecair yang mengalir melalui penukar haba memainkan peranan yang besar. Perkara seperti ketumpatan, kelikatan, haba tertentu, dan kekonduksian terma semuanya. Sebagai contoh, cecair dengan kekonduksian terma yang tinggi akan memindahkan haba dengan lebih mudah, mengakibatkan pekali pemindahan haba yang lebih tinggi.
Kadar aliran
Kelajuan di mana cecair mengalir melalui penukar haba juga penting. Secara amnya, kadar aliran yang lebih tinggi membawa kepada pekali pemindahan haba yang lebih tinggi kerana ia meningkatkan pergolakan cecair. Turbulensi membantu mencampurkan cecair dan membawa cecair segar, panas atau sejuk ke dalam sentuhan dengan plat, meningkatkan pemindahan haba.
Geometri plat
Reka bentuk plat dalam penukar haba boleh memberi kesan yang signifikan terhadap pekali pemindahan haba. Ketebalan plat, kawasan permukaan, dan corak korugasi pada plat semuanya mempengaruhi bagaimana cecair mengalir dan bagaimana haba dipindahkan. Sebagai contoh, plat dengan kawasan permukaan yang lebih besar menyediakan lebih banyak kawasan untuk pemindahan haba, yang boleh meningkatkan pekali pemindahan haba.
Mengira pekali pemindahan haba individu
Mari kita mulakan dengan melihat cara mengira pekali pemindahan haba individu untuk cecair panas dan sejuk. Terdapat beberapa kaedah untuk melakukan ini, tetapi salah satu yang paling biasa adalah menggunakan korelasi empirikal.
Dittus - Persamaan Boelter
Persamaan Dittus - Boelter adalah korelasi yang diketahui dengan baik untuk aliran bergelora dalam paip dan juga boleh digunakan untuk plat - jenis penukar haba jenis shell di bawah keadaan tertentu. Persamaan diberikan oleh:
No = 0.023 re⁰.⁸ prⁿ
Di mana NU adalah nombor Nusselt, RE adalah nombor Reynolds, PR adalah nombor Prandtl, dan n bergantung kepada sama ada bendalir dipanaskan atau disejukkan. Untuk pemanasan, n = 0.4, dan untuk penyejukan, n = 0.3.
Nombor Nusselt berkaitan dengan pekali pemindahan haba (h) dengan persamaan:
Nu = hl/k
Di mana L adalah panjang ciri (untuk plat, ia boleh menjadi diameter hidraulik saluran aliran) dan k adalah kekonduksian terma cecair.
Sebaik sahaja anda telah mengira nombor Nusselt, anda boleh menyelesaikan pekali pemindahan haba (H).
Nombor Reynolds
Nombor Reynolds (RE) adalah nombor tanpa dimensi yang membantu menentukan rejim aliran (laminar atau bergelora). Ia dikira sebagai:
Re = ρvl/m
Di mana ρ ialah ketumpatan bendalir, V ialah halaju cecair, L adalah panjang ciri, dan μ adalah kelikatan dinamik bendalir.
Nombor prandtl
Nombor Prandtl (PR) adalah nombor tanpa dimensi yang lain yang mengaitkan kelimpahan momentum kepada kelesuan terma cecair. Ia dikira sebagai:
PR = μCP/K.
di mana CP adalah haba spesifik cecair pada tekanan malar.
Mengira pekali pemindahan haba keseluruhan
Sebaik sahaja kita mempunyai pekali pemindahan haba individu untuk cecair panas dan sejuk (H₁ dan H₂), kita boleh mengira pekali pemindahan haba keseluruhan (U). Koefisien pemindahan haba keseluruhan mengambil kira rintangan untuk pemindahan haba di kedua -dua belah plat serta rintangan plat itu sendiri.
Formula untuk pekali pemindahan haba keseluruhan adalah:
1/u = 1/h₁ + δ/kₚ + 1/h₂
di mana δ ialah ketebalan plat dan kₚ adalah kekonduksian terma bahan plat.
Pertimbangan Praktikal
Apabila mengira pekali pemindahan haba dalam aplikasi dunia sebenar, terdapat beberapa perkara yang perlu diingat.
Fouling
Fouling adalah pengumpulan deposit pada plat penukar haba dari masa ke masa. Deposit ini boleh bertindak sebagai rintangan tambahan untuk pemindahan haba, mengurangkan pekali pemindahan haba. Adalah penting untuk mengambil kira fouling dalam pengiraan anda dengan memasukkan faktor fouling.
Plat - Jenis Bingkai vs Plat - Jenis Shell
Sekiranya anda mempertimbangkan pelbagai jenis penukar haba, anda mungkin ingin melihatPlat - Jenis bingkaidanPlat - Jenis shellpilihan. Setiap jenis mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri ketika datang ke prestasi pemindahan haba.
Kesimpulan
Mengira pekali pemindahan haba plat - jenis penukar haba jenis shell adalah proses yang kompleks tetapi penting. Dengan memahami faktor -faktor yang mempengaruhi pekali dan menggunakan persamaan dan korelasi yang betul, anda dapat mengoptimumkan prestasi penukar haba anda.
Sekiranya anda berada di pasaran untuk penukar haba jenis berkualiti tinggi - shell atau memerlukan lebih banyak maklumat mengenai pengiraan pemindahan haba, jangan teragak -agak untuk menjangkau. Kami di sini untuk membantu anda membuat pilihan terbaik untuk permohonan anda. Sama ada anda berada dalam industri kimia, penjanaan kuasa, atau mana -mana bidang lain yang memerlukan pemindahan haba yang cekap, penukar haba jenis plat kami - boleh memenuhi keperluan anda. Hubungi kami untuk memulakan perbincangan perolehan dan cari tahu bagaimana kami boleh bekerjasama untuk menjadikan anda penyelesaian penukar haba yang terbaik.
Rujukan
- Incropera, FP, & DeWitt, DP (2002). Asas pemindahan haba dan massa. John Wiley & Sons.
- Kakac, S., & Liu, H. (2002). Penukar haba: pemilihan, penarafan, dan reka bentuk terma. CRC Press.