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目前市場上,板式換熱器中的冷熱兩種介質(zhì)進行換熱,大都是采用的對流換熱來實現(xiàn)的,由于板式換熱器是理想的液液交換的設備,而不是液體,所以不存在輻射換熱的情況。
對流換熱是傳熱的基本方式。對于工況工程上的換熱,液體總是和壁面相接觸。所以,熱量的傳遞一是通過流體不斷運動混合,也就是所說的對流;二是通過流體和壁面以及流體各處存在的溫差面造成的導熱作用。像這種對流和導熱同時發(fā)生的過程,就叫做對流換熱。
因為兩種介質(zhì)流動的動力不同,所以會導致對流換熱的情況會有很大的差異。對流換熱可以分為兩在類,一類是自然對流換熱,因為兩種介質(zhì)各部分溫度不同導致的密度差異所產(chǎn)生的流動換熱;另在大類是強制對流換熱,是流體在泵或風機等外力作用下流動產(chǎn)生的換熱,如:熱介質(zhì)在泵的驅(qū)動下,在管內(nèi)流動時產(chǎn)生的換熱。一般情況下,強制流動時,液體的流速高于自由流動時的速度,所以,在強制流動的對流換熱系統(tǒng)較高。如:空氣的自由流動換熱系數(shù)約為5~25W/(m2.℃),而它的強制流動傳熱系數(shù)為10~100W(m2.℃)。
其實,影響介質(zhì)換熱的因素有很多,如介質(zhì)的物理特性(比熱、導熱系數(shù)、密度、粘度等等),板式換熱器的板片形狀、大小,流體的流動方式,都會影響對流換熱,而且情況很復雜。在換熱計算上為了方便,有了以下的對流換熱量的計算公式:Q=α(tw-tf)A 或q=α(tw-tf)。
從公式中可以看出,影響到對流換熱的因素都被歸結(jié)到對流的換熱系數(shù)中去,而對流換熱系統(tǒng)的數(shù)值大小同時也反映了對流換熱的強弱。