盘管蒸汽加热的换热设计
水箱或物料储罐的蒸汽加热,经常采用内置盘管,如何确定盘管内蒸汽的换热温度和换热面积,传统的换热公式和经验与即热式的换热装置会有不同。
盘管加热的特点是会在被加热的产品一侧产生热边界层,流体的表面和内部之间存在温度梯度,如果温差非常大,那么自然对流换热就会很明显,于是使得盘管式换热系数就比较大。
被加热侧的辅助循环形成强制对流,使得的换热系数比较高,由于对流主要取决于流体的体积运动,流体的粘度(随温度而不同)对热边界层的影响也很重要。
额外的变化还会出现在盘管的蒸汽侧,尤其对长距离的管道而言。盘管的进口蒸汽具有比较高的流速,因此几乎不会含有水分。
随着盘管距离的加长,盘管内的蒸汽流速会越来越低,而且盘管内会部分地充满冷凝水。在很长的盘管中,例如那些远航的油轮或大的储油罐中,经常发现盘管内的压降非常显著。
当蒸汽盘管较长时,平均盘管温度经常采用的是大约为进汽压力的75%的蒸汽温度。在一些极端的例子中,平均压力可能会低于进汽压力的40%。
另一个变量是蒸汽盘管自身的材料,盘管本身材料的热传导性能差别很大。但是,总的传热是由大面积的阻热 隔膜来决定的,盘管的热传导性能并没有它们组合起来的影响大。
