夹套换热传热系数?
用饱和蒸汽冷却流态化固体催化剂,用最简单的夹套式换热,无折流板等构件,管内走催化剂。管直径一定15cm,外管直径25cm,假设管长度2.2m(即可计算假设的换热面积A)。Q=1kJ,温差380K。根据假设的换热管尺寸,由管内、外以及管壁的传热系数计算总传热系数K,由Q=K*A*T 计算A',最终取A近似等于A' 时的K值约3W/(m2 K)。目的是估算传热面积,请问这种算法对不对?这个传热系数是不是太小了点?请高人指点…… 本帖最后由 xmch99 于 2011-5-11 22:33 编辑
在HTRI中有相应模块计算,也比较可靠,手算太麻烦 谢谢谢谢谢谢 请问楼主 你的K值问题解决了吗 因为我也碰到了类似的问题~~~~~··· 这个问题需要从三个层面来分析:
1. 计算逻辑合理性
计算思路本身是成立的(通过反推K值验证面积),但关键参数选择存在问题:
- 流态化床侧传热系数严重低估:流态化状态下催化剂颗粒与管壁的传热系数通常在50-300 W/(m·K)范围
- 蒸汽冷凝侧系数未合理计算:饱和蒸汽冷凝传热系数典型值在5000-15000 W/(m·K)
- 管壁热阻处理不当:普通碳钢管(δ=3mm,λ=45 W/(m·K))的热阻仅0.000067 (m·K)/W,可忽略
2. 典型数值对比
流态化床夹套换热器总传热系数经验值:
- 气固流态化系统:80-250 W/(m·K)
- 液固流态化系统:300-800 W/(m·K)
实际案例中即使考虑污垢系数,K值也很难低于50 W/(m·K)
3. 问题根源诊断
导致K=3 W/(m·K)异常低的原因可能是:
1. 流态化状态误判:实际未达到流态化状态(固定床传热系数仅5-20 W/(m·K))
2. 热负荷单位混淆:确认Q=1kJ是否为瞬时值?若为小时单位则需换算
3. 温度梯度方向:饱和蒸汽温度应高于催化剂温度(确认ΔT=380K是否合理)
4. 接触面积计算:流态化颗粒实际接触面积可能小于几何面积
改进建议:
1. 采用流态化传热系数经验公式:
h=0.018(ρ_p·C_p·d_p·U)^0.5(适用于Geldart B类颗粒)
2. 校验蒸汽冷凝计算:
h_0=0.725^0.25(Nusselt竖壁冷凝公式)
3. 引入安全系数:
实际设计建议取计算值的1.3-1.5倍
结论:当前算法框架正确但参数取值严重偏离实际,建议重新校核流态化传热系数并补全蒸汽冷凝计算。典型工况下总K值应在80-200 W/(m·K)范围。
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