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4.4空冷器的變工況計算

日期：2022-01-07 09:06:18點擊：193

4.4空冷器的變工況計算
4. 4.1變工況計算的重要性和特點
在第2. 12節中已經講述了翅片管換熱器的變工況計算方法，并給岀了計算公式和若干計算例。考慮到變工況計算在空冷器設計和運行中的特殊重要性和復雜性,本節將對此課題作進一步闡述并舉例說明。
變工況計算對空冷器設計的重要性主要體現在以下幾個方面：
第一，冷流體空氣不是由工業系統固定供給，而是取自大氣環境，而且任何一個地點的大氣溫度和大氣壓力是隨時變化的，在一年中，最高氣溫和最低氣溫可以相差幾十攝氏度，例如，在夏季，最高氣溫為+30℃，而在冬季,最低氣溫可達-30℃。氣溫的變化必然對空冷器的工作特性產生重要的影響。
第二，在空冷器的設計中，設計者一般按經濟性原則選擇某一中間溫度作為設計氣溫,在該設計氣溫下求出空冷器的傳熱面積。因為設計氣溫介于當地最高氣溫和最低氣溫之間，因而設計者和用戶都需要知道，當氣溫偏離設計氣溫，如在最高氣溫或在最低氣

溫下，空冷器的運行參數有什么變化？這些變化能否滿足工藝要求？而在最低溫度下，工藝流體能否結凍？是否需要采取防凍措施等。
第三，有時，管內介質的流量和參數也會發生變化,甚至與原設計條件有較大的差別，為此,也需要進行變工況計算，以確定空冷器的實際性能。
空冷器變工況計算的復雜性主要體現在管內介質的變化上：
第一，當管內是單--介質的非相變換熱，如熱水的冷卻，或者管內是單一介質的純相變換熱，如飽和蒸汽的凝結，對上述兩種情況，已有可用的公式進行變工況計算。
第二,管內介質的傳熱是上述兩種“單純“情況的組合，既有蒸汽的凝結，又有凝結液體的冷卻，由于兩種情況的傳熱系數，傳熱量和傳熱面積存在巨大的差別，因而需要采用分段設計方法進行設計，如4. 3節所示。所以,變工況計算也應分段進行。
第三，對于復合介質的管內冷凝和冷卻，雖然4. 3節介紹了這種空冷器的設計方法，但由于傳熱過程的復雜性，還沒有可行的變工況計算方法。
對于管內為單一介質的冷卻，或單一介質的凝結，其變工況計算仍應用第2. 12節中推薦的公式，式(2. 12.6) 式(2. 12.9),不過應當注意的是，在式(2. 12. 7)中的傳熱單元數

的定義中，傳熱系數U和傳熱面積彳存在對應關系，即傳熱面積4是根據傳熱系數。推導出來的，因而應選取傳熱面積的設計值進行變工況計算。
因為實取面積要大于設計面積，若選用實取面積，則推算岀來的變工況結果會有所不同。

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