管殼式石墨換熱器的傳熱原理

根據(jù)傳熱學(xué)基本公式Q = KFΔtm (1)由式(1)可知, 提高傳熱效率的途徑有三條:提高傳熱系數(shù)K; 增大換熱面積F; 加大對(duì)數(shù)平均溫差Δtm 。增大換熱面積和加大對(duì)數(shù)平均溫差都不是理想的途徑, 一味地增加換熱面積勢(shì)必會(huì)造成設(shè)備體積龐大和投資費(fèi)用的大幅度增加, 而加大對(duì)數(shù)

平均溫差又要受到公用工程條件和分離物系性質(zhì)的限制。只有提高傳熱系數(shù), 才是強(qiáng)化換熱的途徑。傳熱系數(shù)K是石墨換熱器的主要性能參數(shù), 其計(jì)算公式為

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由式(2)可知, 傳熱系數(shù)K值的大小與管內(nèi)換熱系數(shù)αi 、管外換熱系數(shù)αo、管內(nèi)和管外的污垢

系數(shù)ri 和ro、換熱管的外徑與內(nèi)徑之比do / di、換熱管材料的熱導(dǎo)率λw 以及管厚度δw 有關(guān)。而換熱管的材料、規(guī)格一旦選定, 則管外徑與內(nèi)徑之比、壁厚及導(dǎo)熱系數(shù)等參數(shù)也隨之確定下來(lái)。所以, 提高管內(nèi)、外換熱系數(shù)αi 和αo、降低污垢系數(shù)ri 和ro , 才能夠提高石墨換熱器的總傳熱系數(shù)K。