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换热器的校核工况

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正文共: 859字 7图    预计阅读时间: 3分钟
1 前言
    “50%工艺流量,换热器不就是50%换热量吗?”。换热器的工艺选型计算无非就是压降和换热量(或者说是传热系数),最理想的是压降和换热量刚好满足设计要求,这里所说的“刚好”指的是计算值和要求值很一致,但实际上很难,重新定制换热器(包括流道设计、尺寸设计)。通常,按设计工况选了一个换热器后,客户会要求针对非设计工况进行校核,用以估计工艺状态参数的偏离程度。今天,我们用一个简单的案例来演示一下为何“50%工艺流量,换热器不是50%换热量”,对于专业人士,本文毫无价值,可忽略。
2 模型描述
    有如下的二维轴对称换热管,介质逆流。内管内径30mm,壁厚3mm,外管内径56mm,不考虑外部热传递和热损失,因此外管壁厚不建模。设计工况下(100%容量),热侧入口温度90℃,速度10m/s,冷侧入口温度25℃,速度4m/s。校核工况下(50%容量),热侧入口温度90℃,速度5m/s,冷侧入口温度25℃,速度2m/s。
3 求解设置
    由于换热器在选型或者设计计算时,介质参数(流量、进出口)和换热量是已知的,物性也是基于定性温度。在校核时,两侧的出口温度是未知的,是需要校核计算的量。此时两侧的物性,特别是密度、粘度、导热系数需要定义为温度相关,否则校核准确度是存疑的,而定义为温度相关,在CFD里面是很基础的操作。
    两侧的入口均设置为速度入口边界,出口为压力出口边界。
    其他的设置从略。
4 计算结果
    我们读取报表,获得设计工况下的换热量,进出口温度,压降。设计换热量18.6W,出口温度分别为27.8℃和87.4℃,压降分别为13.3Pa和34Pa。
    再读取校核工况下的换热量,进出口温度,压降。换热量15.2W,出口温度分别为29.6℃和85.7℃,压降分别为4.3Pa和11.3Pa。
    说白了,换热器流量变量,其传热系数也变,跟着其他参数都是变化的。


来源:仿真与工程
科普
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首次发布时间:2023-07-05
最近编辑:1年前
余花生
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