01界面换热系数校核
空气纵掠平板时局部换热系数的测定.
空气纵掠平板时局部换热系数的测定流体纵掠平板是对流换热中的最典型的问题。
本实验通过测定空气纵掠平板时的局部换热系数掌握对流，换热的基本概念的规律。
一、实验的目的、要求1、了解实验装置的原理、测量系统及测试方法；2、通过对实测数据的整理，了解沿平板局部换热系数的变化规律；3、分析讨论换热系数变化的原因，以加深对对流换热的认识。
二、基本原理局部换热系数α由下列定义：w/m 2.℃其中：q ——物体表面某处的热流密度。
q/m 2 t ——相应点的表面温度 ℃ t f ——主流的温度 ℃本实验装置上所用的试件是一平板，纵向插入一风道中，板表面包覆一薄层金属片利用电流通过金属片对其加热，可以认定金属片表面具有恒定的热流温度。
测定流过金属片的电流和其上的电压降即可准确地确定表面的热流密度，表面温度的变化直接反映出换热系数的大小。
三、实验装置及测量系统图1为实验段简图，试验段风道1由有机玻璃制成，中间插入一可滑动的板2，中间包覆一金属片，成一很薄的楔板，二侧对称，中间设置有热电偶4沿纵向X 轴不均匀地布置22对热电偶，它们通过热电偶接件6与测量电位差计相联，片3的二端经电源导板与低压直流电源连结。
图2为实验装置的原理图，整流电源1供给低压直流大电流，电流量通过串连在电路中的标准电阻5上的电压降来测量，为简化测量系统。
测量平板壁温t 的热电偶的参考温度不用摄氏零度，而用空气流的温度t f ，即其热端6设在板内，冷端7则在风道气流中，所以热电偶反应的为温差t -t f 的热电势E（t-t f ），片2端的电压降亦用电位差计测量，为了能用一台电位差计测量热电偶毫伏值，标准电阻上的电压降及片二端的电压降，设有一转换开关9再接入电位差计，在测量片两端的电压降时，受电位差计量程限制，电路中接入一分压箱8。
)(ft t q-=α 图1 实验段简图1、风道2、平板3、不锈钢片4、热电偶5、电源导板6、热电偶换接件图2 测定空气纵掠平板时局部换热系数的装置及测量系统用比托管12通过倾式微压计11测量掠过平板的气流动压以确定空气流鼓速。
实验三 空气纵掠平板时局部换热系数的测定
实验三 空气纵掠平板时局部换热系数的测定一、实验目的1、了解实验装置的原理，测量系统及测试方法。
2、通过对实验数据的整理，了解沿平板局部换热系数的变化规律。
3、分析换热系数变化的原因，以加深对对流换热的认识。
二、实验原理强制对流换热是工程实际中最常遇到的传热学问题，有着广泛的应用。
并且，强制对流换热系数是设备换热效率的重要指标，因此，测定对流换热系数有着工程实际意义。
“热对流”是指流体中温度不同的各部分相互混合的宏观运动所引起的热量传递现象。
由于引起流体宏观运动的原因不同，可以区分为自然对流换热和强制对流换热。
严格地说，强制对流换热中不能排除自然对流换热的作用，只是因为它的影响远小于前者而不予考虑。
流体纵掠平板是对流换热中最典型的问题，本实验通过测定空气纵掠平板时的局部换热系数，掌握对流换热的基本概念和规律。
局部换热系数α由下式定义： )t (t qf -=α W/（m 2/·℃）其中： q — 物体表面某处的热流密度 W/m 2t — 相应点的表面温度 ℃ t f — 气流的温度 ℃1-风道 2-平板 3-不锈钢片 4-热电偶 5-电源导板 6-热电偶换接件图3-1 试验装置本试验装置上所用试件是一平板，纵向插入一风道中，板表面包履一簿层金属片，利用电流流过金属片对其加热，可以认为金属片表面具有恒定的热流密度。
测定流过金属片的电流和其上的电压降即可准确地确定表面的热流密度。
表面温度的变化直接反映出表面换热系数的大小。
三、试验装置及测量系统图3-1为试验段简图，试验段从风道1中间插入一可滑动的板2，板表面包一层金属片3，金属片内表面设有热电偶4，沿纵向轴向不均匀地布置22对热电偶，它们通过热电偶接插件6与测温电位差计相联，片3的两端经电源导板与低压直流电源联结。
图3-2为试验装置的原理图，整流电源1提供低压直流大电流，电流通过串联在电路中的标准电阻5上的电压降来测量，标准电阻5就安装在整流电源1内，其两端的输出线已连接好，电压降的大小用电位差计测量。
管壳式换热器的计算与选型
管壳式换热器的计算与选型高白薇【摘要】管壳式换热器单位体积内能够提供较大的传热面积,传热效果比较好,并且适应性较强,是生产上应用最广泛的换热设备.主要阐述了富胺液和贫胺液热工况下管壳式换热器的计算与选型,为生产提供指导和帮助.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2017(043)004【总页数】4页(P83-85,87)【关键词】换热器;换热面积;计算与选型;校核【作者】高白薇【作者单位】安徽实华工程技术股份有限公司,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TK172管壳式换热器是间壁式换热器的一种，是不同温度的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面进行对流，达到换热效果。
管壳式换热器根据结构特点可分为下列两类：这种换热器又称为固定管板式，通常可分为单管程和多管程两种，其优点是结构简单紧凑，造价便宜；缺点是管外不能进行机械清洗。
这种换热器可使受热部分自由膨胀，按照结构形式又可分为：（1）浮头式换热器：该换热器一端管板可自由伸缩，即所谓“浮头”，适用面广泛，尤其是管壁和壳壁温差大的情况下，管内外均可承受高温高压，管束空间可以经常清洗，但结构较复杂，加工制造的费用较高。
（2）U形管式换热器：这种换热器结构简单，但管板的利用率较差，管内进行机械清洗困难，拆换管子不易，因此要求通过管内的流体必须清洁，可用于温差变化大，高温或高压的场合。
（3）填料函式换热器：把原置于壳体内部的浮头移出壳体，并采用填料函密封，一般很少采用。
以山东金诚石化集团有限公司20万吨/年针状焦装置酸性水脱硫及胺液再生系统改造，260吨/时胺液再生单元项目中贫富液换热器为例，进行管壳式换热器的计算。
溶剂再生塔底贫胺液与富胺液闪蒸罐出来的富胺液进行换热，操作条件和物性参数如表1、表2所示。
热流Qh=WhCph（T1-T2）=254180×（3.806+3.746）÷ 2×（125-89）÷3600=9598kW冷流Qc=WcCpc（t2-t1）=259579×（3.527+3.498）÷ 2×（95-58）÷3600=9371kW△Q=（Qh-Qc）/Qh×100%=2.37%＜10%设计换热器时，以热流体的热负荷作为总热负荷值比较安全，冷热物流的热负荷相对误差在10%以内。
ansys界面换热系数校核
在我们软件中包含一部分数据，是以函数的方式保存在数据 库文件 quenching_media.fct中. 对于我们没有的介质参数，我们使用我们的校验工具来校验。
其中需要我们对冷却曲线进行测量，得到时间温度的函数
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
3 2
4
ESI Group Learning Solutions SYSWELD – HT Wizard
18
Checking Content of the Function Database
点击 See content…按钮，可以检 查刚才保存的数据. 1
2
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
exp_hec.dat 文件内容
要记录的数据如右图所 示，是一个时间温度表， 并且格式要与右图一致.
这个例子是在 ISORAPID 277 HM这种 介质的测量结果.
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
4
开始校验
点击菜单按钮
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
2
Roller
界面换热系数工具使用
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
3
试验数据准备
开始校验前，我们要把 测量数据写到文件 exp_hec.dat 中，保 存到工作目录下.
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
化工设计竞赛换热器E0201强度校核
1.979e+0 Mpa
5
mm/mm
1.139e-05 C
圆 壳程圆筒内径 Di
400
mm
壳 程 圆 筒 名义厚 度 s 壳 程 圆 筒 有效厚 度 se 筒 壳体法兰设计温度下弹性模量 Ef’ 壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 Di2 壳程圆筒金属横截面积 As=s ( Di+s ) 管 设计压力 pt 箱 设计温度 Tt 圆 材料名称 筒 设计温度下弹性模量 Eh 管箱圆筒名义厚度(管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)h 管箱圆筒有效厚度he 管箱法兰设计温度下弹性模量 Et” 材料名称 换 管子平均温度 tt 设计温度下管子材料许用应力 []tt 设计温度下管子材料屈服应力st 热 设计温度下管子材料弹性模量 Ett 平均金属温度下管子材料弹性模量 Et
~
=1 1 p 4 Q G2
~
~
壳体法兰力矩系数 Mws Mm (Mf )M1
0.1657 0.194
0.0302 0.01642
1.553
0.503
0.1067 0.04651 计算值
许用值
0.06004
-0.00876 计算值
许用值
管板径向应力
r
~
r
Pa
Di
2
管板布管区周边处径向应力
i
材料名称 设计温度 tp
管
设计温度下许用应力
t r
设计温度下弹性模量 Ep 管板腐蚀裕量 C2 管板输入厚度n 管板计算厚度
隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad 板 管板强度削弱系数
管板刚度削弱系数
管子加强系数
K2
1.318
Di
E t na / E p L
《JBT 7659.4-2013 翅片式换热器》中换热系数是如何计算的
第3页 共3页
HYC 汇一能控
技术资料
k= Φ A∆ t
（2）
要算出翅片式换热器的换热系数 k，就要先算出换热量Φ、换热面积 A、换
热温差Δt。
换热量：通常采用空气焓差法与液体制冷剂流量计法分别测量出空气侧换
热量与制冷剂侧换热量，二者平均值为换热器的换热量。在实际测量中，JB/T
7659.4-2013 表 2 中的迎面风速是通过风量测量装置的辅助风机变频调节来实
HYC 汇一能控
技术资料
《JB/T 7659.4-2013 翅片式换热器》中换 热系数是如何计算的
文 / 合肥汇一能源科技有限公司
摘 要：JB/T 7659.4-2013 中对翅片式换热器的换热系数有要求，本文阐述了 换热系数的计算方法，以及换热系数的意义。 关键词：翅片式换热器 换热系数
0 概述 在空调用翅片式换热器的标准《JB/T 7659.4-2013 氟代烃类制冷装置用辅
传热系数的大小不仅取决于参与传热过程的两种流体的种类，还与过程本 身有关（如冷、热流体流速的大小，有无相变等）。
换热系数可以校核换热器设计是否合理，例如 JB/T 7659.4-2013 表 1 的要 求，其实就是在校核换热器的设计。
合肥汇一能源科技有限公司
邮箱：hycontrols@
Δt=1℃、传热面积 A=1 ㎡时的热流量的值；本质上，它是表征传热过程强烈程 度的标尺，传热过程越强，传热系数越大，反之则越弱。其实它还表征换热成
合肥汇一能源科技有限公司
邮箱：hycontrols@
第2页 共3页
HYC 汇一能控
技术资料
本，在换热量不变时，换热系数越大，则温差与传热面积的乘积越小，而温差 体现传热的容易程度，传热面积一定程度上表示材料的成本。
换热器强度校核计算说明书
径向
应力
30.16
MPa
=143.4
N.mm
预紧Ma
W=897488.8
N
LG=19.5
mm
Ma=WLG=17501032.0
N.mm
计算力矩Mo=Mp与 中大者Mo=15985018.0
N.mm
螺栓间距校核
实际间距
=75.4
mm
最小间距
46.0(查GB150-98表9-3)
mm
最大间距
148.0
mm
形状常数确定
59.13
h/ho=0.7
t= =116.29
MPa
t
120.02
MPa
校核条件
t≥t
结论
筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度6.00mm,合格
后端管箱封头计算
计算单位
天津市塘沽区红光化工设备有限公司
计算条件
椭圆封头简图
计算压力Pc
4.03
MPa
设计温度t
314.00
C
内径Di
400.00
mm
曲面高度hi
100.00
mm
Le
17.5
LA
-3.5
h
40.0
δ1
25.0
材料类型
软垫片
N
5.0
m
2.00
y
11.0
压紧面形状
1a,1b
b
2.50
DG
441.0
片
b0≤6.4mmb=b0
b0≤6.4mmDG= (D外+D内)/2
b0> 6.4mmb=2.53
b0> 6.4mmDG=D外- 2b
换热器的传热计算
换热器的传热计算换热器的传热计算包括两类：一类是设计型计算，即根据工艺提出的条件，确定换热面积；另一类是校核型计算，即对换热面积的换热器，核算其传热量、流体的流量或温度。
这两种计算均以热量衡算和总传热速率方程为根底。
换热器热负荷Q 值一般由工艺包提供，也可以由所需工艺要求求得。
Q=W c p Δt ，假设流体有相变，Q=c p r 。
热负荷确定后，可由总传热速率方程〔Q=K S Δt 〕求得换热面积，最后根据"化工设备标准系列"确定换热器的选型。
其中总传热系数K=0011h Rs kd bd d d Rs d h d o m i i i i ++++ 〔1〕在实际计算中，总传热系数通常采用推荐值，这些推荐值是从实践中积累或通过实验测定获得的，可以从有关手册中查得。
在选用这些推荐值时，应注意以下几点：1. 设计中管程和壳程的流体应与所选的管程和壳程的流体相一致。
2. 设计中流体的性质〔粘度等〕和状态〔流速等〕应与所选的流体性质和状态相一致。
3. 设计中换热器的类型应与所选的换热器的类型相一致。
4. 总传热系数的推荐值一般围很大，设计时可根据实际情况选取中间的*一数值。
假设需降低设备费可选取较大的K 值；假设需降低操作费用可取较小的K 值。
5. 为保证较好的换热效果，设计中一般流体采用逆流换热，假设采用错流或折流换热时，可通过安德伍德〔Underwood〕和鲍曼〔Bowman〕图算法对Δt进展修正。
虽然这些推荐值给设计带来了很大便利，但是*些情况下，所选K值与实际值出入很大，为防止盲目烦琐的试差计算，可根据式〔1〕对K值估算。
式〔1〕可分为三局部，对流传热热阻、污垢热阻和管壁导热热阻，其中污垢热阻和管壁导热热阻可查相关手册求得。
由此，K值估算最关键的局部就是对流传热系数h的估算。
影响对流传热系数的因素主要有：1.流体的种类和相变化的情况液体、气体和蒸气的对流传热系数都不一样。
牛顿型和非牛顿型流体的也有区别，这里只讨论牛顿型对流传热系数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
19
总结
界面换热系数校核完毕. 现在结果已经保存到了文件 roller.fct 中，我们可以用 它来做我们接下来的热处理模拟.
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
2
Roller
界面换热系数工具使用
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
3
试验数据准备
开始校验前，我们要把 测量数据写到文件 exp_hec.dat 中，保 存到工作目录下.
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
模拟 试验 HEC function: 界面 换热系数与温度 的曲线
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
11
根据结果修改界面换热系数
很明显，预估的值和实际并不十分匹 配. 需要我们修改表格的数据得到更好的 结果。. 用 Table access… 按钮. 选择刚才的表格. 1
可以点击帮助，随时 查看更多信息
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
5
选择一个函数库
首先，选择一个标准函数库文件 bdfct.fct ，点击 Save as… 另 存一个文件，用于保存我们的校验结 果. 选到工作目录下，保存文件名为 roller.fct. 1
ESI Group Learning Solutions
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
改变高温的值 1
2
SYSWELD – HT Wizard
13
比较结果
修改参数影响 的区域
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
Acceptable values
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
15
修改参数后试验与模拟的比较
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
roller.fct记录的函 数表格
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
20
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
1
2
3
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
17
保存结果
按图中顺序进行填写并点击，保存数 据 1
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
1
2
预估界面换热系数
3
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
8
显示预估界面换热系数曲线
kT [W/mm/K]
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
3 2
4
ESI Group Learning Solutions SYSWELD – HT Wizard
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
18
Checking Content of the Function Database
点击 See content…按钮，可以检 查刚才保存的数据. 1
2
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
2
3
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
12
根据结果修改界面换热系数
在 Table Processing 窗口中，可以修改数据. 从高温开始对数据校验. 在这个例子中，模拟的 冷却结果要比试验的结 果慢. 因此需要把界面换热系 数加大. 修改后，再次确认然后 点击OK，现在会重新计 算. 计算完成后,再次检查结 果.
通过Plotting description窗口我们可 以选择显示的范围
T [° C]
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
9
模拟试验结果 点击OK按钮回到 HEC Fitting 窗口. 输入刚才我们输入过 的表格数字号. 点击OK开始模拟试 验. 计算完成后，试验冷 却曲线和冷却速率结 果和计算结果都会显 示到界面上，红色的 是模拟结果，蓝色的 实验结果.
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
2
3
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
6
定义探针类型和淬火温度
选择探针类型 (ISO国际标准或者 JIS 日本标准); 我们这里用的是国际标 准. 选择探针的初始温度 (试样温度) 和 淬火介质的初始温度.
1
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
2 3
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
7
预估界面换热系数
现在点击 ... 按钮，然后根据我们的 试验数据会有一个预估值. 这些预估的表格数据显示在右边图片 位置. 输入一个表格的数字号，然后点击 Display… 按钮显示预估的界面换 热系数曲线.
Chapter 1 – 界面换热系数校验
Author(s): ESI Group
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
1
淬火介质
淬火介质有很多类型 (水, 油,等.).
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
在我们软件中包含一部分数据，是以函数的方式保存在数据 库文件 quenching_media.fct中. 对于我们没有的介质参数，我们使用我们的校验工具来校验。
其中需要我们对冷却曲线进行测量，得到时间温度的函数
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
exp_hec.dat 文件内容
要记录的数据如右图所 示，是一个时间温度表， 并且格式要与右图一致.
这个例子是在 ISORAPID 277 HM这种 介质的测量结果.
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
4
开始校验
点击菜单按钮
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
修改参数影响 的区域
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
14
修改界面换热系数
我们对不同温度下的值 修改后，可以得到与实 际试验结果更为逼近的 结果. 我们用上面的方法把所 有温度范围的值都计算 好.直到计算结果和试验 曲线拟合的很好。 最后的值会保存在工作 目录下文件hec.dat 中. 右边的一组数据是我们 针对这个例子计算模拟 认为比较好的一个结果.
现在认为界面换热系数和实际比 较接近，可以用来做分析. 冷却曲线是非常敏感的，我们可 以接受一定的误差!
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
16
保存界面换热系数
保存结果数据. 使用 Table access… 按钮. 在 Choice of a table 对话框中选 择 表 格 数 字 号 ， 然 后 点 击 Write Functions DB… 按钮.
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.
1
2 3
ESI Group Learning Solutions
SYSWELD – HT Wizard
10
试验与模拟结果比较改进
温度时间曲线 冷却速率曲线
Copyright © ESI Group, 2009. All rights reserved.