空冷器板翅式傳熱元件翅片高度的優化計算

張向南，張彥軍，盧 芳(甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司，甘肅蘭州 730070)

符號說明:

hi——管內給熱系數，W/(m2·K)

λi——定性溫度下介質導熱系數，W/(m·K)

de——基管的當量直徑，m

Li——基管長度，m

Pr——定性溫度下熱介質普朗特數

φi——壁溫校正系數，文中近似為1

ΔPt——管程壓降，Pa

Gi——基管內介質質量流速，kg/(m2·s)

ρi——定性溫度下熱介質密度，kg/m3

Ntp——管程數

fi——管程摩檫因子，無量綱

hf——管外給熱系數(以翅片面積為基準)

λa——定性溫度下空氣導熱系數，W/(m·K)

Gmax——空氣在翅片間的質量流速，kg/(m2·s)

μa——空氣定性溫度下的動力粘度，Pa·s

Pra——定性溫度下空氣的普朗特數

Sf——翅片間距，m

Hf——翅片高度，m

ho——管外給熱系數(以基管面積為基準)

Ao——單位長度基管的外表面積，m2/m

AΣ——單位長度基管的翅片表面積，m2/m

Ai——單位長度基管的內表面積，m2/m

λ1——空氣入口處摩擦系數

λ2——翅片流道間摩擦系數

λ3——空氣出口處摩擦系數

ρα——定性溫度下空氣密度，kg/m3

v1——翅片通道間風速，m/s

v2——迎風面風速，m/s

Lo——翅片長度，m

deo——翅片通道當量直徑，m

ri——管內流體結垢熱阻，(m2·K)/W

ro——管外流體結垢熱阻，(m2·K)/W

rw——管壁熱阻，(m2·K)/W

rj——翅片間隙熱阻，(m2·K)/W

0 引言

在水資源日益稀缺的今天，空冷器以其顯著的節水性能被廣泛應用于各行業工業裝置中，尤其在缺水地區采用空冷系統，可以節省大量的工業用水，在很大程度上解決了缺水地區的工業用水供應問題以及缺水地區的建廠問題。目前空冷器已廣泛應用于石化、電力、冶金等系統。在很多石油與化工廠中，約有90%的冷卻負荷由空冷器來承擔，并且逐漸應用于工業裝置的低溫位冷凝冷卻工位中。

空冷器傳熱元件從20世紀30年代發展至今，其核……