闭式冷却塔内盘管传热热阻分析

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1、纺织空调除尘2008年闭式冷却塔内盘管传热热阻分析沙战周亚素东华大学环境科学与r程学院摘要本文通过对闭式冷却塔内冷却盘管各热阻的数量级分析，得到在实际计算中，管壁导热热阻比其它热阻小一个数量级，计算中可忽略，但其余热阻均不可忽略。影响盘管总热阻大小的因素很多，本文从数学上分析了各热阻对总热阻的影响，找出影响盘管总热阻的主次因素，为冷却盘管的研究、设计及运行管理提供参考。关键词闭式冷却塔冷却盘管换热热阻闭式冷却塔内，盘管内冷却水与管外喷淋水通过管壁进行热量交换。冷却水侧换热热阻、管壁和污垢的导热热阻、以及喷淋水侧换热热阻串

2、联构成热量交换的总热阻。盘管的换热性能好坏与总热阻有关，热阻越小，换热量越大。对于盘管的换热来说，要找出哪些热阻对盘管换热的影响大：增大管壁的导热系数可以增加换热量，但是选择哪种材料才最符合性价比呢；增大对流换热系数能增加换热量，但增大哪一侧换热系数换热效果更显著。下面将就这些问题进行讨论，对盘管的各种热阻进行数量级估算。1盘管总热阻在盘管内，冷却水和喷淋水之间被管壁分开，冷却水在管内流动，喷淋水在管外流动，如图1—1所示，由于流体中的杂质在管的内、外表面析出、沉积形成厚度分别为Ji、如的垢层，其导热系数分别为^、如，则

3、‘=巧／名，％=磊／九，分别叫做管内和管外的污垢热阻。如果考虑微小长度出，则：dQ=ho(T—two阳。dx尥：虹j坦超，O咖半尥：—(t2--tti)—廨mldx，fdQ：h；(t。一f．17尉：dx、

4、x所以(1)式可改写为：dQ／dAo=K仃一t)．(2)尺=去≈1龟+矧+‘卧捌㈥式中：尺_一换热总热阻，(m2．K)W～：‰——总传热系数，W(mz．K)～；％，J120广一管内、管外的对流换热系数，W(m2．K)～；ri，r0——管内侧、管外侧表面上的污垢热阻，(m2．K)W-1；卜管壁厚，m；五_—管壁材料导热系数，W(m．K)．1：吐，西一管内径、管外径，m；么广—酱平均直径，d。=0。一di)findo／dr，m。当管壁很薄，而且导热热阻小于其他热阻时，实际使用上可以认为do／d，=1，don。=1，则(3)式

5、可简化为：．1万1尺2i2i+％+万+‘+百(4)上式表明，冷却盘管管两侧流体间传热的总热阻等于两侧流体的对流热阻、污垢热阻、管壁热阻之和。在工程实际中，每项热阻对传热系数K值所产生的影响是不相同的。2冷却盘管内各热阻的数量级分析2．1污垢热阻(r0，ri)冷却盘管在运行中，由于冷却水、喷淋水中含有悬浮物质或杂质，在管壁表面上沉积形成污垢，影响传热。但由于污垢的种类、成分、性质等各不相同，很难精确得到污垢热阻的理论值，通常根据经验估计污垢热阻。由尾花英朗的热交换器设计手册表921得到，冷却水侧污垢热阻为ri=1．76x1

6、04(m2．K)W～，喷淋水侧污垢热阻为ro=1．76x104(m2．K)W删。2．2管壁热阻(R。=纠五)冷却盘管采用铜管和镀锌钢管两种材料，铜管厚度为0．4mm，镀锌钢管厚度1．2mm，铜的导热系数为385W(m2．K)～，镀锌钢管的导热系数为50W(m2．K)一，则：铜Rw=4X104／385=1．04x10击(m2．K)W。1，镀锌尺w=1．2x10-3／50=24x10。6(m2．K)W一。2．3冷却水侧对流热阻(兄)对于光滑管内受迫流动换热，当流体温度大于管壁温度时，努谢尔特数计算公式如下：肌，20．023R

7、e；8吖一。(5)定性温度为流体平均温度，定型尺寸为管内径。式中普朗特常数肛由定性温度查表可得。雷诺数由公式Re，=鲁竺求得。y，由此可求得流体努谢尔特数，并由努谢尔特数准则舰r：堕#可求得％=Nu，号。以“则：&=4577W(m2,K)一，则R，=1／4577=2．2x104(m2．K)W～。2．4喷淋水侧对流热阻(尺f)从上部向水平布置的换热盘管群淋水，空气从下部向上吹，这种蒸发冷却盘管中的管外壁和管外喷淋水之间的对流换纺织空调除尘2008年一11一热系数可由下式确定：¨抛．9㈡％㈤上式：O．1944

8、5556，0．0127