稳态对流换热换热器的任意一侧(热侧或冷侧)均可表示为如下图和式:
稳态对流换热的数学表达式为:
Q = h××(T1- T2）
式中Q:传热速率(焦耳/小时)
A:固体表面的有效传热面积，单位为m2
T1& T2:分别为中固体和流体的稳态温度0C
h:传热系数，焦耳/(0C×m2）
为传热设备，可为设备的冷热介质分别定义“传热系数”(h)。这些换热系数可以用来描述换热器两侧的换热情况。此外，还可以定义“总传热系数”(U)，它描述了在换热器中发生的总传热。
例如在壳管式换热器时，壳侧和管侧的传热系数表示传热为:
Q = h年代×一年代×(T年代- t西南) -壳体侧传热
Q = hT×一T×(T太瓦- tT) -管侧传热
式中Q:传热速率(焦耳/小时)
一个年代和一个T:分别为壳侧和管侧的有效传热面积
T年代和T西南:壳侧流体和壳侧壁面的稳态温度0C
TT和T太瓦:管内流体和管内壁面的稳态温度0C
h年代:壳侧传热系数，单位焦耳/(0C×m2）
hT:管侧传热系数，单位焦耳/(0C×m2）
在换热器的稳态换热过程中，流向管壁槽壳侧的热量等于热通过导热通过管壁传递，等于向管子那边输出的热量。管壁的导热传热速率为:
其中N为管长，r为管半径。下标1和2分别代表内管壁和外管壁。金属管的电导率用“k”表示。
此时，换热器内的总换热量可表示为:
Q = U××(T年代- tT) -总传热速率
U:总传热系数
答:有效总传热面积
通常在换热器设计中，产品UA表示为一个单一的实体。整体换热系数取决于影响两侧单个换热系数(壳侧换热系数和管侧换热系数)以及管壁导热的几个因素。
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