探究蒸发式不锈钢冷凝器光滑圆管管束的传热和压降

在不同喷淋密度0.024~0.048kg/m．s和迎面风速2.0—4.0m/s范围内，hwa测值为86.1~209.8 W／m²．K，压降值为31.1~118. 8Pa。由图可见，随着迎面风速的不断增大，h_wa随之稳步增加，但增加幅度越来越小。喷淋密度对h_^wa也有一定影响，但影响较小，喷淋密度在0. 024~0.048kg/m.s范围内，h_wa增加不很过15%，且随着喷淋密度的增加，h_wa增加幅度越来越小。但随空气流速的增大，喷淋密度对h_wa的影响也越来越大。压降随空气流速的增加而增大，因此在能满足换热量的情况下，应尽量维持较低的空气流速。

据分析，空气与水膜之间的传热传质主要发生在空气与水膜接触面上，空气主要处于湍流状态。 空气流速增大不仅可以改善空气本身的传热状况，且可加快空气与水膜接触面的更新过程，从而增大 空气和水膜之间热质交换的剧烈程度，增加传热系 数。但由于风速的增大减少了热湿交换时间，因此传热膜系数增加幅度越来越小。水膜在流动与传热传质过程中处于层流状态，水流率的增大基本不会改善水膜本身的传热传质状况，其对传热传质的影响主要在于水膜的表面特性及其与空气的接触面积。 当管表面结构一定的情况下，水膜表面特性基本不变，因此传热膜系数的增加主要通过增大水与空气的接触面积，但喷淋密度大到水膜能基本润湿盘管表面时，水与空气接触面积的增加程度有限，因此喷淋密度对h_wa影响并不大。但空气流速较高时，由于较高流速的空气对水膜的剪切和扰动作用，引起水膜表面甚至内部特， 性发生较大变化，因此喷淋密度对h_wa的影响也越来越大。
 

在实验基础上，采用较小二乘法对实验数据进行回归分析，得到管外水膜与空气对流传 热系数h_wa的回归结果：
 

上式适用于水和空气换热的场合，Re范围6800~13600，回归相关系数R为0.9642， 较大偏差为12.2%，较小偏差为1.1%。