整体传热系数的计算

问题：整体传热系数的计算

通过以下条件确定从钢管中的过热蒸汽发生的热传递系数的总传热系数“U”。
管道标称大小= 8“
管道时间表= STD
管道长度上的平均蒸汽温度= 200^0.C
环境空气温度= 22^0.C
蒸汽侧的传热系数= h_S.= 0.08 w /^0.厘米²
空气侧的传热系数= h_一种= 0.04 w /^0.厘米²
电导率钢的'k'= 60 w / mk（给定温度范围）

解决方案

热交换器的总传热系数是a比例常数用于计算两个体之间的整体传热速率，从这两个体之间的温差产生。

通过遵循此处给出的步骤可以解决样本问题。首先，开发了一种等式，以确定该管的整体传热系数作为两侧的各个传热系数的函数以及导电性，然后使用开发的方程计算整体传热系数。

第1步

Refer told乐动体育appEnggcyclopedia关于传热系数的文章，用于传热速率与管内外的各个传热系数之间的关系。

Q = H._S.×A._S.×（T._S.-T.₁） - 蒸汽侧传热
（T._S.-T.₁）= q /（h_S.×A._S.）...（1）

Q = H._一种×A._一种×（T.₂-T._一种） - 蒸汽侧传热
（T._一种-T.₂）= q /（h_一种×A._一种）...（2）

对于管壁的导电热传递，

因此，

（T.₁-T.₂）= q×ln（r₂/ R.₁）/（2πkn）......（3）

(1) + (2) + (3) gives,

（T._S.-T._一种）=（t_S.-T.₁）+（t_一种-T.₂）+（t₁-T.₂的）

（T._S.-T._一种）= q×（1 / h_S.×A._S.+ 1/h_一种×A._一种+ LN（R2 / R1）/2πKN）

q = u_一种×A._一种×（T._S.-T._一种），

你_一种= 1 /（a_一种/H_S.一种_S.+ 1/h_一种+ A._一种LN（R2 / R1）/2πKN）

考虑管道的单位长度，即n = 1m

然后，A_一种=2πr.₂A._S.=2πr.₁

你_一种= 1 /（r₂/H_S.R.₁+ 1/h_一种+ R.₂×LN（R2 / R1）/ k）...（4）

第2步

其中N是管长度和“r”代表管吗R.adius. The subscripts 1 and 2 stand for inner and outer tube wall respectively. Tube metal conductivity is expressed as ‘k’.

从Enggld乐动体育appcyclopedia的标准管道尺寸计算器，8“STD调度管道，
管内径= D₁= 202.72 mm = 0.20 m
管外径= D₂= 219.08 mm = 0.22 m
R._10.= 0.1米和r₂= 0.11米

使用给定的数据和等式（4），

你_一种= 1 /（0.11 /（0.08×0.10）+ 1 / 0.04 + 0.11×LN（1.1）/ 60）

你_一种= 1 /（13.75 + 25 + 0.00018）≈1/ 38.75

你_一种= 0.026 w /^0.厘米²

步骤3.

应该指出的是，术语1 / h_S.'，'1 / h_一种'and 'r₂×LN（R2 / R1）/ K'表示管道内外对流的传热阻力，并分别在管壁上传导。传热电阻的较小幅度表明热传递易容易性。

因此，可以注意到，热传递最容易导通管壁，并且由可忽略的传热电阻值表示。

另一方面，对流传热的热传递耐热性较高，与相关的传热系数成反比。因此，可以看出，大多数传热阻力由管道的空气侧的传热贡献，其具有最低的传热系数。

最后，可以观察到总体传热系数低于管道两侧的传热系数。这简单地通过将其与传热系统中的最大温差相关的总传热系数的定义来解释。