【摘要】：由于工业管道的实际粗糙度难以准确确定,以及污水中含有大量杂质,物性参数难以把握,为此通过两传类比从宏观角度来核算换热系数。以污水及地表水源热泵系统污水换热器污水侧换热为例,当管径为d＝100mm,u＝1.2m/s时,hw＝3900W/。故此,实际传热系数应高于式的计算结果。
由于工业管道的实际粗糙度难以准确确定,以及污水中含有大量杂质,物性参数难以把握,为此通过两传类比从宏观角度来核算换热系数。
(1)柯尔朋定律。
由柯尔朋定律:
沿程阻力系数可由压力损失表示为:
将式(2-10)代入式(2-9)中得到:
式中 ΔP——沿程压力损失(Pa);
C——水的定压比热[kJ/(kg·℃)];
L——换热设备内水流换热沿程总长度(m)。
因此,通过测定管段或换热设备的沿程压力损失,可按式(2-11)测算出对流换热系数。
(2)准则关联式。
由准则关联式之间的关系式:
将式(2-12)代入式(2-9)中得到:
将式(2-6)代入式(2-13)得到:
以污水及地表水源热泵系统污水换热器污水侧换热为例,当管径为d＝100mm,u＝1.2m/s时,hw＝3900W/(m2·℃)。
由于换热设备内水流往复折流,每次折流换向时产生一定的局部阻力或压力损失,在折流后的进口和出口均会产生强烈的扰动,即有一部分局部压力损失在流道换热壁面上产生,因此实际沿阻压力损失值要偏大,这正如管道进口段的紊流非成熟段。故此,实际传热系数应高于式(2-13)的计算结果。
表2-9和图2-3是以10℃污水的物性参数按式(2-13)的计算结果。
表2-9 换热系数与流速、管径的变化关系
注:管径d单位(m),换热系数h单位W/(m2·℃),流速u单位(m/s),管壁粗糙度ks单位(m)。
图2-3 换热系数与流速、管径的变化关系
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