深冷技术网行业书库影响换热器传热量(热负荷)的因素有哪些?


影响换热器传热量(热负荷)的因素有哪些?

答：流体通过壁面的传热过程是一个较为复杂的过程，影响传热量的因素很多。实验表明，每小时的传热量Q(也叫热负荷)与冷、热流体的温度差△t(℃)成正比，与传热面积F(m²)的大小成正比，写成公式则为
Q=3600KF△t(kJ/h)
式中的系数K叫传热系数，表示当壁面两侧流体温差为1℃时通过单位面积的传热能力，其单位是w/(m²℃)。传热系数反映了除传热面积F和温差△t以外所有影响传热各种因素。显然，传热系数K值越大，表示传热能力越强。反之则弱。
对空分装置中设置的各种换热器，其传热面积已是确定不变的。但是，如果在使用中因发生泄漏而堵掉板式换热器的一部分通道或管式换热器的一部分列管(或盘管)，则传热面积要减少，会使传热量减少。不过设计换热器时，其传热面积都留有一定的裕量，若减少不多，对空分装置的正常运转影响不大。
根据制氧生产工艺的要求，换热器的传热温差在正常情况下也是不变的。偏离设计工况运行时则会有所变化。例如上、下塔的压力波动，液氧液面的波动，液氧、液氮纯度的变化均会影响主冷凝蒸发器的传热温差，影响其热负荷。影响大小视传热温差偏离设计值的多少而定。
传热系数K值的大小与壁面两边流体与壁面的对流换热的强弱、通过壁的导热能力的强弱有关。对流换热的强弱与流体的性质、流体的运动情况有关。例如流速越高，流体分子互相掺混得越厉害，对流换热就越强烈。因此，提高流体的流速可使传热系数K值增大。但是提高流速会使流动阻力增大，输送流体的能耗增加，所以不能片面强调提高流速。通过壁的导热能力的强弱不仅与壁的材质、厚度有关，还与壁的污染情况有关。如果壁面上积有较厚的污垢，它的导热能力比金属要小得多，将使传热减弱，传热系数K值就会减小，生产过程中应注意保持传热壁面的清洁。由此可见，在不同的条件下，传热系数有不同的数值，可以通过理论计算或参照类似设备的实测结果确定。
空分设备中各种换热器的传热系数大致范围如表26所示。
表26各种换热器的传热系数K的概算值

型式 流体 K/W(m^-2·℃^-1) 热 冷 蓄冷器 卵石 空气 氧、氮 13 铝盘 29 盘管式 蓄冷器内 空气 氧、氮 29 热交换器 空气 氧、氮 105～163 辅助冷凝器 氮气冷凝 液氧蒸发 350 列管式 气 气 35～80 气 水 60～290 冷凝蒸发器 长管式 氮气冷凝 液氧蒸发 815～930 短管式 氮气冷凝 液氧蒸发 580～770 板式 氮气冷凝 液氧蒸发 800 板翅式 可逆式换热器 空气 氧、氮 60～80 过冷器 液空 氮 115 液氮 氮 85 液氧 氮 57 液化器 液空 氧、氮 150