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3.4.2經(jīng)濟長度比

日期:2022-01-11 01:24:49點擊:251

 3.4.2經(jīng)濟長度比
所謂經(jīng)濟長度比,就是熱管的總長度L為最小值時的長度比。為此,應(yīng)選取總長度L 對應(yīng)的基管外表面積計算熱管的各項熱阻。由表(3. 2. 1 )可知,在熱管傳熱過程的7項 熱阻中,蒸汽流動的熱阻很小,可以忽略,同時假定熱管的總長,這時,基管外 表面積,以為基準(zhǔn)的傳熱熱阻
式中,為長度比冷熱流體的傳熱平均溫差其為單支熱管的總傳 熱量,。為熱管基管外徑,為熱管內(nèi)徑,m;L總管長,mL.為加熱段(蒸發(fā)段) 長度,為冷卻段(凝結(jié)段)長度,為以加熱段基管外表面為基準(zhǔn)的熱流體側(cè)的管 外放熱系數(shù),為以冷卻段基管外表面為基準(zhǔn)的冷流體側(cè)的管外放熱系 數(shù),為管內(nèi)蒸發(fā)換熱系數(shù)為管內(nèi)凝結(jié)換熱系數(shù),為管壁導(dǎo)熱系數(shù);為以,為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)
對式(3.4.4)求導(dǎo)數(shù),
,并令其等于零,便可求得傳熱熱阻為最小值時的長 度比。在此長度比下,對于相同的傳熱量和傳熱溫差,熱管具有最小的傳熱面積,即最短 的管長,故可稱為經(jīng)濟長度比,以表示。求解的結(jié)果為
式中,UitU2分別稱為加熱段和冷卻段的傳熱系數(shù),o
對于氣-氣型熱管換熱器,90%以上的傳熱熱阻集中在管外換熱側(cè),故式(3.4.5)可 以用下式表示而不會引起明顯的誤差:

上面諸式表明,經(jīng)濟長度比。和加熱段與冷卻段的傳熱系數(shù)(或管外換熱系數(shù))的0.5次 冪成反比。事實上,在熱管換熱器的設(shè)計中,這一關(guān)系式已被廣泛采用,例如:對于氣-氣 熱管換熱器,兩邊的換熱系數(shù)接近相等,,即選取的兩段管長接近 相等是經(jīng)濟的;對于氣-液型熱管換熱器,因氣體側(cè)傳熱系數(shù)小于液體側(cè)傳熱系數(shù)S, 因此,液體側(cè)管長應(yīng)小于氣體側(cè)的管長。例如,有一熱管式省煤器, 煙氣側(cè)有翅片,經(jīng)核算,煙氣側(cè)的傳熱系數(shù)水側(cè)的傳熱系數(shù)= 2 000 W/(m2 - ℃),。當(dāng)選取 = 2 000 mm 時,則 L2=2 000 mm/2. 58 =775 mm

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