管外流體無(wú)相變強(qiáng)制對(duì)流換熱計(jì)算主講人：戴路玲1.管束的排列方式

流體在管外強(qiáng)制流動(dòng)時(shí)，常為:

垂直流過(guò)管束垂直流過(guò)單管工程上常用順排

叉排

在相同的雷諾數(shù)Re和管排數(shù)下，叉排管束的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h一般比順排時(shí)高，同時(shí)叉排的流動(dòng)阻力損失也比順排大

2.管束表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響因素

管子的排數(shù)

管束排列方式

管間距

管徑排列方式準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式適用范圍液體計(jì)算式對(duì)空氣或煙氣的簡(jiǎn)化式（Pr=0.7）

順排Nu=0.24Re0.63

Re=103～2

105，

Nu=0.018Re0.84Re=2

105～2

106

叉排Re=103～2

105

Nu=0.35Re0.6Nu=0.019Re0.84Re=2

105～2

106

3.管外流體強(qiáng)制對(duì)流換熱計(jì)算

表4流體強(qiáng)制垂直流過(guò)管束的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式

s1:與流向垂直的橫向管間距（m）；s2:與流向平行的縱向管間距（m）（見(jiàn)圖13-4）；Prw的定性溫度為管壁溫度；Nu、Re、Pr的定性溫度取流體在管束間的平均溫度，特征尺寸為管外徑；Re中的流速取值為流通截面最窄處的流速（管束中的最大流速）vmax。

管束和流體的具體情況不同，其準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式也不盡相同

排數(shù)1234568121620順排0.690.800.860.900.930.950.960.980.991.00叉排0.620.760.840.880.920.950.960.980.991.00

若管排數(shù)小于＜20，則求得的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h再乘以一個(gè)管排數(shù)修正系數(shù)

n。

表5管排數(shù)修正系數(shù)

n的值表中各式的適用范圍是：管排數(shù)≥20，0.7＜Pr＜500。15°30°45°60°70°80°～90°順排0.410.700.830.940.971.00叉排0.410.530.780.940.971.00表6圓管管束沖擊角修正系數(shù)

的值

對(duì)于管殼式換熱器，當(dāng)流向與管軸夾角

小于90

時(shí)，對(duì)應(yīng)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h應(yīng)乘以沖擊角的修正系數(shù)

。流通截面最窄處的流速vmax的計(jì)算:

若

叉排:

其斜向節(jié)距為:

＜＞若

順排:

v為流體進(jìn)入管束前的流速

對(duì)于流體沿軸向流過(guò)管束時(shí)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，可采用管內(nèi)湍流換熱公式計(jì)算，但特征尺寸應(yīng)取當(dāng)量直徑de

不論管束是順排還是叉排，de值相同，皆為

式中A

為流道截面積，m2；

x

濕周，m。

例2某冷凝器為8排順排管束，管外徑d=40mm，s1/d

2，s2/d

3，空氣的平均溫度tf

20℃，空氣通過(guò)最窄截面的平均流速為vm