專利名稱：雙股流螺旋纏繞管式換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙股流螺旋纏繞管式換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算方法，主要應(yīng)用于氣體低溫液化分離領(lǐng)域，包括-Ierc天然氣低溫液化、-197°c空氣低溫液化分離、-197°c低溫液氮洗工藝、-70°C低溫甲醇洗工藝等氣體低溫凈化、低溫液化分離技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
雙股流螺旋纏繞管式換熱器是一種換熱管道經(jīng)層層纏繞后形成的一種雙管束螺旋盤管型熱交換設(shè)備，主要由螺旋管(I)、螺旋管(2)、殼體(3)、芯筒(4)、支撐(5)等主要部件構(gòu)成，為纏繞管式換熱器中較基礎(chǔ)的雙股流換熱器，主要用于管程存在較大溫差的流體 換熱過程。雙股流螺旋纏繞管式換熱器以其結(jié)構(gòu)緊湊，單位容積具有較大的傳熱面積，傳熱管的熱膨脹可自行補(bǔ)償，容易實(shí)現(xiàn)大型化，可減少設(shè)備臺(tái)數(shù)等優(yōu)點(diǎn)成為天然氣液化、低溫空分、低溫甲醇洗等低溫凈化、液化工藝中的重要設(shè)備。由于雙股流螺旋纏繞管式換熱器大多應(yīng)用于低溫環(huán)境，內(nèi)部管道纏繞復(fù)雜，沒有通用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有統(tǒng)一的換熱工藝設(shè)計(jì)計(jì)算方法，隨著工藝流程或物性參數(shù)特點(diǎn)不同而存在較大差別，因此給雙股流螺旋纏繞管式換熱器標(biāo)準(zhǔn)化過程帶來了困難。此外，由于雙股流螺旋纏繞管式換熱器螺旋管(I)、螺旋管纏繞方法很多，沒有統(tǒng)一的管道纏繞模式及理論設(shè)計(jì)計(jì)算方法用于計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算過程，給雙股流螺旋纏繞管式換熱器的科學(xué)計(jì)算過程帶來了障礙。為更好地解決雙股流螺旋纏繞管式換熱器的標(biāo)準(zhǔn)化及科學(xué)計(jì)算問題，本發(fā)明從雙股流螺旋纏繞管式換熱器換熱工藝設(shè)計(jì)計(jì)算出發(fā)，給出了一種雙股流螺旋纏繞管式換熱器的簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)計(jì)算方法。

發(fā)明內(nèi)容
雙股流螺旋纏繞管式換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算方法，包括雙股流螺旋纏繞管式換熱器流速計(jì)算、雙股流螺旋纏繞管式換熱器雷諾數(shù)計(jì)算、雙股流螺旋纏繞管式換熱器普朗特?cái)?shù)計(jì)算、雙股流螺旋纏繞管式換熱器總傳熱系數(shù)計(jì)算及雙股流螺旋纏繞管式換熱器有效換熱高度計(jì)算五個(gè)主要換熱工藝計(jì)算過程。本發(fā)明的技術(shù)解決方案
I.雙股流螺旋纏繞管式換熱器流速計(jì)算過程 殼側(cè)計(jì)算平均體積流量
K平=(匕進(jìn)—K出)/In (K進(jìn)/ K出)
式中
K平一一殼側(cè)對(duì)數(shù)平均流量，m3/h ；
K進(jìn)一一殼側(cè)進(jìn)口流量，m3/h ；
K出――殼側(cè)出口流量，m3/h ；
K平=K平 / (36004)
式中
ν0 Ψ--殼側(cè)流體平均流速，m/s ；A——?dú)?cè)通流截面面積，m2 ；
殼側(cè)單相流動(dòng)液體體積流量
K。平=(K。進(jìn)—K。出)/In (K。進(jìn)/ K。出)
式中
Klo a一一殼側(cè)液體進(jìn)口流量，m3/h ；
Klo^ 一一殼側(cè)液體出口流量，m3/h ；
殼側(cè)液體流速 平=Koψ/ (360(Μ)
式中
Vlo Ψ--殼側(cè)液體平均流速,m/s ;
單相流動(dòng)氣體體積流量
K0ψ=(匕。進(jìn)一K。出)/In(匕。進(jìn)/ K 出)
式中
Kvoa一一殼側(cè)液體進(jìn)口流量，m3/h ；
K。出一一殼側(cè)液體出口流量，m3/h ；
殼側(cè)氣體流速
Vvoψ= K0ψ/ (3600Α)
式中
Vvo Ψ--殼側(cè)氣體平均流速，m/s ；
殼側(cè)兩相混合流動(dòng)時(shí)的平均流速
vO 平 ~-^ToVho 平 + ( I — ^T0) vVO 平 式中
一一液體體積分率；
Wto=^Lo 平 / (匕。平 + Ko 平);
^L0 ψ 殼側(cè)液體平均體積流量，m3/h ；
VvoΨ一一殼側(cè)氣體平均體積流量，m3/h ；
K。平=(K。進(jìn)—K。出)/In (K。進(jìn)/ K。出)；
K0ψ=(匕。進(jìn)一K。出)/In(匕。進(jìn)/ K 出)；
螺旋管(I)內(nèi)對(duì)數(shù)平均流速
Kli平=(Ki進(jìn)一Ki 出)/1η(Κπ進(jìn)/ Vlitii)
式中
Vn Ψ一一螺旋管(I)側(cè)對(duì)數(shù)平均流量，m3/h ；Klia一一螺旋管(I)側(cè)進(jìn)口流量，m3/h ；
匕出一一螺旋管(I)側(cè)出口流量，m3/h ；
vIi = Gi 平 / aini
式中
VIi--螺旋管(I)內(nèi)流體流速，m/s ;
一一螺旋管(I)內(nèi)管道通流截面面積，m2 ；U1一一螺旋管(I)管道數(shù)量；螺旋管(I)內(nèi)兩相混合流動(dòng)時(shí)的平均流速
Fli 平 _/ Tli tin 平+ (I 一 Wni)Fvli 平
式中
^Tli一一液體體積分率；
^Tli =^Lli 平 / (^LliT+ Kii 平);
Vlii ψ一一螺旋管(I)側(cè)液體 平均體積流量，m3/h ；
Κηψ一一螺旋管(I)側(cè)氣體平均體積流量，m3/h ；
^Lli ψ= (Kli 進(jìn)一Kli 出)/In (Kli 進(jìn) / Kli 出)；
Καψ= (ZvIi 進(jìn)一ZvIi 出)/In (ZvIi 進(jìn) / Ku);
螺旋管(2)內(nèi)對(duì)數(shù)平均流速
Ki 平=(「2i 進(jìn)—Ki 出)/ln(「2i 進(jìn) /)
式中
V2i Ψ一一螺旋管(2)對(duì)數(shù)平均流量，m3/h ；
K2ia一一螺旋管(2 )進(jìn)口流量，m3/h ；
K2i出一一螺旋管(2 )出口流量，m3/h ；
V2i — V2i 平 I a2in2
式中
V2i 螺旋管(2)內(nèi)流體流速，m/s ;
a2i一一螺旋管(2)內(nèi)管道通流截面面積，Hl2 ;n2一一螺旋管(2)管道數(shù)量；
螺旋管(2)內(nèi)兩相混合流動(dòng)時(shí)的平均流速
K2i 平―^T2i FL2i 平+ (I —Kv2i 平
式中
A2i—一液體體積分率；
^T2i _^L2i 平 / (^L2i 平 + ^v2i 平)；
Vl21 Ψ一一螺旋管(2)側(cè)液體平均體積流量，m3/h ；
Kv2i^一一螺旋管(2)側(cè)氣體平均體積流量，m3/h ；
^L2i T — (^L2i 進(jìn)一^L2i 出)/In (^L2i 進(jìn) / [2i 出)；
Κ2 ψ= (Zv2i 進(jìn)一 Zv2i 出)/In (「v2i 進(jìn) / K21);
計(jì)算過程中采用對(duì)數(shù)平均值法按氣液分相及混合兩相流平均方法計(jì)算流速；
2.雙股流螺旋纏繞管式換熱器雷諾數(shù)計(jì)算過程殼側(cè)雷諾數(shù)
Re0 = F。平夕。平0V7口。平
式中
Re。一殼側(cè)雷諾數(shù)；
VοΨ-殼側(cè)流體平均流速，m/s ；
P o￥——?dú)?cè)流體平均密度，kg/m3 ；d0——管道外徑，m ；
U οΨ—?dú)?cè)流體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；殼側(cè)氣體平均密度式中
P V0￥——?dú)?cè)氣體平均密度，kg/m3 ；
P V0 一一殼側(cè)氣體進(jìn)口平均密度，kg/m3 ；
P νο ——?dú)?cè)氣體出口平均密度，kg/m3 ；
殼側(cè)液體平均密度
P U>,= (P Lo 進(jìn)—P Lo 出)/ln (P Lo 進(jìn)/p Lo 出)
式中
P LoT一一殼側(cè)液體平均密度，kg/m3 ；
P Loa一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均密度，kg/m3 ；
P L0^ ——?dú)?cè)液體出口平均密度，kg/m3 ；殼側(cè)氣液兩相時(shí)的平均密度
P O 平 _^L。P L。平 + ( I — ^Lo) Pm,
式中
Rho--液相質(zhì)量分率；
^Lo- ( Zl。平 / P L。平)/ ( Zl。平 / P L。平 + Ko 平 / P V。平)；
Vho Ψ一一殼側(cè)液體質(zhì)量流量，m3/h ；
K0ψ一一殼側(cè)氣體質(zhì)量流量，m3/h ；
P LoT一一殼側(cè)液體平均密度，kg/m3 ；
P V0￥——?dú)?cè)氣體平均密度，kg/m3 ；
殼側(cè)氣體平均粘度
式中
U 一一殼側(cè)氣體平均粘度；
P V0a 殼側(cè)氣體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；
P V0^一一殼側(cè)氣體出口平均粘度，Pa. s ；
殼側(cè)液體平均粘度
#Lo〒=
式中
P LoT一一殼側(cè)液體平均粘度；
P L0a一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；
P L0^ 一一殼側(cè)液體出口平均粘度，Pa. S ；
殼側(cè)氣液兩相平均粘度
口 O, _^L。# L。平 + (I — ^Lo) # V。平
式中
^Lo--液相質(zhì)量分率；
殼側(cè)氣體雷諾數(shù)
Rev。= vVO-P VO 平0V7# VO 平式中
Revo——管外氣體雷諾數(shù)；
Vvo-殼側(cè)氣體流速，m/s ；
P V0 ￥—?dú)?cè)氣體平均密度，kg/m3 ；d0——管道外徑，m ；
P νοΨ——管外氣體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；
殼側(cè)液體雷諾數(shù)
ReL。= vLojj Lo 平0V7# Lo 平
式中
ReLo——管外液體雷諾數(shù)；
kLo-殼側(cè)液體流速，m/s ；
P LoT—?dú)?cè)液體平均密度，kg/m3 ；d0——管道外徑，m ；
P lot-管外液體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；
殼側(cè)氣液兩相平均雷諾數(shù)
Re。平=ReLo Rho + (I — Rh) Revo
式中
Re0^—?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均雷諾數(shù)；
^Lo-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
螺旋管(I)內(nèi)氣體雷諾數(shù)
Revn — VvliP vli 平Orli/P Vli 平
式中
Revli——螺旋管(I)內(nèi)氣體雷諾數(shù)；
Kvli-螺旋管(I)內(nèi)氣體流速，m/s ；
P vli平—螺旋管(I)內(nèi)氣體平均密度，kg/m3 ；
Cli-螺旋管(I)內(nèi)徑，m ;
U vliT——螺旋管(I)內(nèi)氣體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；螺旋管(I)內(nèi)液體雷諾數(shù)
ReLli — fLI i P LI i 平0iLI i 平
式中
Reui——螺旋管(I)內(nèi)液體雷諾數(shù)；
Vui-螺旋管(I)內(nèi)液體流速，m/s ；
P Lli平—螺旋管(I)內(nèi)液體平均密度，kg/m3 ；
Orli-螺旋管(I)內(nèi)徑，m ;
P in ψ-螺旋管(I)內(nèi)液體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；
螺旋管(I)內(nèi)氣液兩相平均雷諾數(shù)
Re1 土平—ReL1 j Rhli ~\~ (I —T Lli) Revli
式中
Re1 i￥—?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均雷諾數(shù)；^Lli-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
螺旋管(I)內(nèi)氣體平均密度
P Vli 平=(P Vli 進(jìn)一 P Vli 出)/In (P Vli 進(jìn) /々 Vli 出)
式中
P Vli平一一螺旋管(I)內(nèi)氣體平均密度，kg/m3 ；^vlia一一螺旋管(I)內(nèi)氣體進(jìn)口平均密度，kg/m3 ；Pvli出一一螺旋管(I)內(nèi)氣體出口平均密度，kg/m3 ；螺旋管I內(nèi)液體平均密度
P Lli 平一Lli 進(jìn)一 P Lli 出)/In ^ Lli 進(jìn) /P Lli 出)
式中
P Lli平一一螺旋管(I)內(nèi)液體平均密度，kg/m3 ；^Lli 一一螺旋管(O內(nèi)液體進(jìn)口平均密度，kg/m3 ；P Ui出一一螺旋管(I)內(nèi)液體出口平均密度，kg/m3 ；氣液兩相時(shí)的平均密度
P Ii 平=^LliP Lli 平+ (I 一平
式中
Rui--液相質(zhì)量分率；
螺旋管(I)內(nèi)氣體平均粘度
口 vli 平一、口 vli 進(jìn)一 # vli 出)/In、口 vli 進(jìn) /口 vli 出)
式中
P vli ￥一一螺旋管(I)內(nèi)液體平均粘度，Pa. s ；
P vlia一一螺旋管(I)內(nèi)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；// vlia一一螺旋管(I)內(nèi)液體出口平均粘度，Pa. s ；螺旋管(I)內(nèi)液體平均粘度
#Ui 平=(# Lo 進(jìn)一 # VO 出)/In (# Lo 進(jìn)/# Lo 出)
式中
P Lii^ 螺旋管(O內(nèi)液體平均粘度，Pa. s ；
P Llia一一螺旋管(I)內(nèi)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；P 一一螺旋管(I)內(nèi)液體出口平均粘度，Pa. s ；氣液兩相時(shí)的平均粘度
Jj Ii 平=^LliA Lli 平+ (I 一 ^Lli) Jj vli 平
式中
^Lli--液相質(zhì)量分率；
螺旋管(2)內(nèi)氣體雷諾數(shù)
^θν2 一 VY2i^ v2i 平0v2i 平
式中
Rev2i——螺旋管(2)氣體雷諾數(shù)；
Kv2i-螺旋管(2)氣體流速,m/s ；
P ν21Ψ—螺旋管(2)氣體平均密度，kg/m3 ；d2i-螺旋管(2)內(nèi)徑，m ;
U v2iT——螺旋管(2)氣體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；螺旋管(2)內(nèi)液體雷諾數(shù)
^eL2i 一 VL2\P L2i 平0# L2i 平
式中
ReL2i—螺旋管(2)內(nèi)液體雷諾數(shù)；vL21——螺旋管(2)內(nèi)液體流速，m/s ；
Ρι21Ψ—螺旋管(2)內(nèi)液體平均密度，kg/m3 ；
d2i-螺旋管(2)內(nèi)徑，m ;
P L21 ψ-螺旋管(2)內(nèi)液體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；
螺旋管2內(nèi)氣液兩相平均雷諾數(shù)
Re2 i 平—ReL2 i ^L2i 十(I — ^L2i) ^θν2
式中
Re2i^—?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均雷諾數(shù)；
^L2i-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
螺旋管(2)內(nèi)氣體平均密度
P v2i 平一v2i 進(jìn)一 P v2i 出)/In ^ v2i 進(jìn) /P v2i 出)
式中
P贈(zèng)一一螺旋管(2)內(nèi)氣體平均密度，kg/m3 ；^v2ia一一螺旋管(2)內(nèi)氣體進(jìn)口平均密度，kg/m3 ；^v2ia一一螺旋管(2)內(nèi)氣體出口平均密度，kg/m3 ；螺旋管2內(nèi)液體平均密度
P L2i 平一L2i 進(jìn)一 P L2i 出)/In ^ L2i 進(jìn) /P L2i 出)
式中
一一螺旋管(2)內(nèi)液體平均密度，kg/m3 ；^L2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體進(jìn)口平均密度，kg/m3 ；^L2ia 一一螺旋管(2 )內(nèi)液體出口平均密度，kg/m3 ；螺旋管(2)內(nèi)氣液兩相密度
P 2 i, — - L2 i ^i2i 十(I — RVld P v2i
式中
P 2iT——?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均密度，kg/m3 ；
^L2i-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
螺旋管(2)內(nèi)氣體平均粘度
口 v2i 平一、口 v2i 進(jìn)一 # v2i 出)/In、口 v2i 進(jìn) / 口 v2i 出)
式中
P v2iT 螺旋管(2)內(nèi)液體平均粘度，Pa. s ；
P v2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；P v2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體出口平均粘度，Pa. s ；螺旋管(2)內(nèi)液體平均粘度L2i 平一、口 L2i 進(jìn)一 # v2i 出)/In ^ L2i 進(jìn) /^ L2i 出)
式中
P L2i ψ 螺旋管(2)內(nèi)液體平均粘度，Pa. s ；
P L2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. S ；
P L2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體出口平均粘度，Pa. s ；
螺旋管(2)內(nèi)氣液兩相時(shí)的平均粘度
#2i 平 _^L2i# L2i 平 + (I 一 ^L2i) ^ v2i 平
式中
^L2i--液相質(zhì)量分率；
計(jì)算過程中采用雷諾數(shù)平均值法按氣液分相及混合后兩相流質(zhì)量分率計(jì)算；
3.雙股流螺旋纏繞管式換熱器普朗特?cái)?shù)計(jì)算過程殼側(cè)普朗特?cái)?shù)
Pr0 = Cpoμ οΨ/Λ ο平式中
Pr。一殼側(cè)普朗特?cái)?shù)；
Cpo-殼側(cè)定壓比熱，kj/kg ；
U οΨ—?dú)?cè)平均粘度系數(shù)，Pa. s ；
』0￥——平均導(dǎo)熱系數(shù)，kg/m3 ；
殼側(cè)氣體平均定壓比熱
fpvo 平—(fpvo 進(jìn)—fpvo 出)/1n (fpvo 進(jìn) /fpvo 出)
式中
νο￥一一殼側(cè)氣體平均密度，kj/kg ； νο 一一殼側(cè)氣體進(jìn)口平均密度，kj/kg ；
Cvm 一一殼側(cè)氣體出口平均密度，kj/kg ；
殼側(cè)液體平均定壓比熱
^pLo 平—(^pLo 進(jìn) _ "^pLo 出)/In (^pLo 進(jìn) /^pLo 出)
式中
^plot一一殼側(cè)液體平均密度，kj/kg ；
Cvho進(jìn)一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均密度，kj/kg ；
Cplo ^ 一一殼側(cè)液體出口平均密度，kj/kg ；
殼側(cè)氣液兩相平均定壓比熱
Cp0 平—^LofpL。平 + ( I 一 Ru) Cv'。平
式中
Rus--液體質(zhì)量分率；
殼側(cè)氣體平均粘度
式中
U 一一殼側(cè)氣體平均粘度；
P V0a 殼側(cè)氣體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；U νο 一一殼側(cè)氣體出口平均粘度，Pa. s ；
殼側(cè)液體平均粘度
式中
P LoT一一殼側(cè)液體平均粘度；
P L0a一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；
P L0^ 一一殼側(cè)液體出口平均粘度，Pa. S ；
殼側(cè)氣液兩相平均粘度
口 O, _^L。# L。平 + (I — ^Lo) # V。平 式中
Rus--液體質(zhì)量分率；
殼側(cè)氣體平均導(dǎo)熱系數(shù)
2 VO 平=(2 VO 進(jìn)—P VO 出)/In (2 VO 進(jìn)/2 VO 出)
式中
^vot一一殼程氣體平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；^voa一一殼程氣體進(jìn)口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；一一殼程氣體出口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；殼側(cè)液體平均導(dǎo)熱系數(shù)
Lo ψ=(』Lo進(jìn)一』VO出)/In (』Lo進(jìn)/』Lo出)
式中
一一殼側(cè)液體平均導(dǎo)熱系數(shù)，W(m. K)；
^Loa一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；一一殼側(cè)液體出口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；殼側(cè)氣液兩相平均導(dǎo)熱系數(shù)
Λ O 平L 平+ (I — ^Lo) A VO 平
式中
Rus--液體質(zhì)量分率；
殼側(cè)氣體普朗特?cái)?shù)PrVO = CvmU ν。平/2 νο〒
式中
Prvo—?dú)?cè)普朗特?cái)?shù)；
Cvm-殼側(cè)定壓比熱，kj/kg ；
P V0￥—?dú)?cè)平均粘度系數(shù)，Pa. s ；
Λ VO T-平均導(dǎo)熱系數(shù)，kg/m3 ；
殼側(cè)液體普朗特?cái)?shù)
P^Lo — CphoP Lo 平Lo 平
式中
PrLo—?dú)?cè)普朗特?cái)?shù)；
CrLp0-殼側(cè)定壓比熱，kj/kg ；U LoT—?dú)?cè)平均粘度系數(shù)，Pa. s ；
Λ lot-平均導(dǎo)熱系數(shù)，kg/m3 ；
殼側(cè)氣液兩相平均普朗特?cái)?shù)Pr。平=PrLo Rho + (I -Rj Prvo式中
Pr0^—?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均普朗特?cái)?shù)；
^Lo-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
螺旋管(I)內(nèi)氣體普朗特?cái)?shù)
Prvli — Cpvl J P vli 平/2 Vli 平
式中
Prvli—?dú)?cè)普朗特?cái)?shù)；
^pvii-殼側(cè)定壓比熱，kj/kg ；
P νηψ—?dú)?cè)平均粘度系數(shù)，Pa. s ；
Λ Vii^-平均導(dǎo)熱系數(shù)，kg/m3 ；
螺旋管(I)內(nèi)液體普朗特?cái)?shù)
PrLli — ^pLli ^ Lli 平/2 Lli 平
式中
Prui—?dú)?cè)普朗特?cái)?shù)；
CpLii-殼側(cè)定壓比熱，kj/kg ；
P Ln ψ—?dú)?cè)平均粘度系數(shù)，Pa. s ；
Λ Lii^-平均導(dǎo)熱系數(shù)，kg/m3 ；
螺旋管(I)內(nèi)氣液兩相平均普朗特?cái)?shù)Prli￥= PrLli Rui + (I - Rhli) Prvli式中
Prli￥—?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均普朗特?cái)?shù)；
^Lli-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
螺旋管(I)內(nèi)氣體平均定壓比熱
^pvli 平一 (^pvli 進(jìn)一 ^pvli 出
)/In (Cpvli 進(jìn)/
^pvli 出)
式中
Cpvli￥—一殼側(cè)氣體平均密度，kj/kg ；
Cvvli 一一殼側(cè)氣體進(jìn)口平均密度，kj/kg ；Cvvli 一一殼側(cè)氣體出口平均密度，kj/kg ；螺旋管(I)內(nèi)液體平均定壓比熱
^pLli 平一 (fpLli 進(jìn)一 ^pLli 出
)/In (Cplli 進(jìn) /
CpLli 出)
式中
Qli平一一殼側(cè)液體平均密度，kj/kg ；
^PLlia一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均密度，kj/kg ；^PLli ^一一殼側(cè)液體出口平均密度，kj/kg ；螺旋管(I)內(nèi)氣液兩相平均定壓比熱Cpli 平一CpLli ^li 十(丄一^Lli) ^ivli
式中
Cvli^——?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均定壓比熱；
^Lli-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
螺旋管(I)內(nèi)氣體平均粘度
#vli 平=(# vli 進(jìn)一 P vli 出)/In (# vli 進(jìn) /# vli 出)
式中
P Vii^ 殼側(cè)氣體平均粘度，Pa. s ；
P Viia 殼側(cè)氣體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；
P vlia一一殼側(cè)氣體出口平均粘度，Pa. s ；
螺旋管(I)內(nèi)液體平均粘度
#Lli 平=(# Lli 進(jìn)一 P Lli 出)/I11 (# Lli 進(jìn) /# Lli 出)
式中
P LiiT 殼側(cè)液體平均粘度，Pa. s ；
P Ln 一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；
P Llia一一殼側(cè)液體出口平均粘度，Pa. s ；
螺旋管(I)內(nèi)氣液兩相平均粘度
"U 平=Lli ^Lli + (I — ^Lli) vli
式中
P ηψ——?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均粘度；
^Lii-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
螺旋管(I)內(nèi)氣體平均導(dǎo)熱系數(shù)
2 vli 平=(2 vli 進(jìn)一 P vli 出)/In (2 vli 進(jìn) / 2 vli 出)
式中
』vliT—一殼側(cè)氣體平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；^vlia一一殼側(cè)氣體進(jìn)口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；^vlia一一殼側(cè)氣體出口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；螺旋管(I)內(nèi)液體平均導(dǎo)熱系數(shù)
』Lli平=(』Lli進(jìn)—』vli出)/I11 P Lli進(jìn)/』Lli出)
式中
一一殼側(cè)液體平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；
』Liia一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；』Llia一一殼側(cè)液體出口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；螺旋管(I)內(nèi)氣液兩相平均導(dǎo)熱系數(shù)
Λ 1 ψ= A Lli ^Lli 十(I — ^Lli) A vli
式中
』li￥——?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均導(dǎo)熱系數(shù)；
^Lli-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
螺旋管(2 )內(nèi)氣體普朗特?cái)?shù)ΡΓν2 一 Cpv2iP v2i〒/2 V2i 平
式中
Prv2i-殼側(cè)普朗特?cái)?shù)，m/s ；
Cvn21-殼側(cè)定壓比熱，kj/kg ；
P v2iT—?dú)?cè)平均粘度系數(shù)，Pa. s ；
Λ v2iT-平均導(dǎo)熱系數(shù)，kg/m3 ；
螺旋管(2)內(nèi)液體普朗特?cái)?shù)
PrL2i — Cph2iP L2i〒/2 L2i 平 式中
PrL2i-殼側(cè)普朗特?cái)?shù)，m/s ；
Cvh2i-殼側(cè)定壓比熱，kj/kg ；
P L2i ￥—?dú)?cè)平均粘度系數(shù)，Pa. s ；
Λ i2i ψ-平均導(dǎo)熱系數(shù)，kg/m3 ；
螺旋管(2)內(nèi)氣液兩相平均普朗特?cái)?shù)
Pr2i 平—PrL2i ^L2i 十(！ — ^L2i) ΡΓν2
式中
Pr2iτ—?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均普朗特?cái)?shù)；
^L2i-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
螺旋管(2)內(nèi)氣體平均定壓比熱
^pv2i 平一 (Gv2i 進(jìn)一 ^pv2i 出
)/In (Cpv2i 進(jìn) / ^pv2i 出)
式中
Qv2i平一一螺旋管(2)內(nèi)氣體平均密度，kj/kg ；
Cvv2i 一一螺旋管(2)內(nèi)氣體進(jìn)口平均密度，kj/kg ；Cvv2i 一一螺旋管(2)內(nèi)氣體出口平均密度，kj/kg ；螺旋管(2)內(nèi)液體平均定壓比熱
^pL2i 平一 (fpL2i 進(jìn)一 ^pL2i 出
)/In (Cpl2i 進(jìn) /
^pL2i 出)
式中
CpL2i平一一螺旋管(2)內(nèi)液體平均密度，kj/kg ；^PL2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體進(jìn)口平均密度，kj/kg ；^PL2i ^一一螺旋管(2)內(nèi)液體出口平均密度，kj/kg ；螺旋管(2)內(nèi)氣液兩相平均定壓比熱
Cp2i 平一^pL2i ^L2i 十(丄一^L2i) ^pv21
式中
Cp21 Ψ——?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均定壓比熱；
^L2i-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
螺旋管(2)內(nèi)氣體平均粘度
口 v2i 平一、口 v2i 進(jìn)一 P v2i 出)/In、口 v2i 進(jìn) / 口 v2i 出)
式中
P v2iT 螺旋管(2)內(nèi)氣體平均粘度，Pa. s ；Jj ν2 螺旋管(2)內(nèi)氣體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；
P v2ia一一螺旋管(2)內(nèi)氣體出口平均粘度，Pa. s ；
螺旋管2內(nèi)液體平均粘度
L2i 平一L2i 進(jìn)一P L2i出L2i 進(jìn) /口 L21 出)
式中
P 121 ψ 螺旋管(2)內(nèi)液體平均粘度，Pa. s ； P L2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. S ；
P L2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體出口平均粘度，Pa. s ；
螺旋管2內(nèi)氣液兩相平均粘度
口 2i, — # L2i ^i2i 十(I — ^L2i) 口 v2i
式中
P 2iT——?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均粘度；
^L2i-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
螺旋管(2)內(nèi)氣體平均導(dǎo)熱系數(shù)
2 v2i 平=(2 v2i 進(jìn)一 P v2i 出)/I11 (2 v2i 進(jìn) /2 v2i 出)
式中
』也平一一螺旋管(2)內(nèi)氣體平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；
^v2ia一一螺旋管(2)內(nèi)氣體進(jìn)口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；
^v2ia一一螺旋管(2)內(nèi)氣體出口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；螺旋管(2)內(nèi)液體平均導(dǎo)熱系數(shù)
』L2i平=(』L2i進(jìn)—』v2i出)/I11 (』L2i進(jìn)/』L2i出)
式中
』—一螺旋管(2)內(nèi)液體平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；
^L2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體進(jìn)口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；
^L2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體出口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；螺旋管(2)內(nèi)氣液兩相平均導(dǎo)熱系數(shù)
』2i 平—』L2i ^L2i 十(I — ^L2i) ^ v2i
式中
』2iT——?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均導(dǎo)熱系數(shù)；
^L2i-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
采用普朗特?cái)?shù)平均值法按氣液分相及混合兩相流質(zhì)量分率計(jì)算；
4.雙股流螺旋纏繞管式換熱器總傳熱系數(shù)計(jì)算過程
殼側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)
h0=Q&/(QJh+QJhr)
h0一一管外對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2. K)；
Q&一一總體換熱量，W ;
Qs 顯熱，W ；
Qr一一潛熱，W;
As 顯熱對(duì)流換熱系數(shù)，W/ (m2. K)；hs =RlJil+{I — Ru) Ko式中
^Lo--液相質(zhì)量分率；
hLo 液體顯熱對(duì)流換熱系數(shù)，W/ (m2. K)；
K0--氣體顯熱對(duì)流換熱系數(shù)，W/ (m2. K)；
K一一潛熱對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2. K)；
Ar=IOOO 1100，取 Ar =1100 ff/ (m2. K)；
對(duì)流換熱系數(shù) Avo=O. 296 U V。平 /d0) Revo 平 0 609Prvo 平0 31Alo=O. 296 U L0 平 A/0) ReLo 平 0 609PrLo 平0 31計(jì)算換熱量Q& 二 C一m Kt—m丨。
式中
a——?dú)?cè)總體質(zhì)量流量，kg/s ；
c--氣液相變質(zhì)量，kg/s ；
r0--殼側(cè)液體汽化潛熱，kj/kg ；
Gs~ (^pLo 平· L。平 + ^tivo 平· v。平)A
式中
LoT一一殼側(cè)液體質(zhì)量流量，kg/s ；
ffiLo 平=( L。進(jìn)—fflLo 出)/I11 ( L。進(jìn) / llIoiH)
voT--殼側(cè)氣體質(zhì)量流量，kg/s ;
V0 平=( V。進(jìn)—fflVO 出)/In ( V。進(jìn) / fflV。出)
Qy= P 總一I
螺旋管(I)內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)
Ali-O. 037 (Λ η 平/c/u) (Reli 平0.75) Prli 平0.42
螺旋管2內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)
A2i=O. 037 (Λ 21 平/t/2i) (Re2i 平0.75) Pr2i 平0.42
螺旋管(I)對(duì)應(yīng)總傳熱系數(shù)
Ki=I/{l/h+Rl0+ δ xdJ {λ xdJ +RliClJdl^dJ QiliClli))式中
K1 ——螺旋管(I)總傳熱系數(shù)，W/(m2.K)；h0--殼側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2.K)；
Ali一一螺旋管(I)內(nèi)側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)，W/ (m2. K)；
Rlo一一殼側(cè)外壁熱垢系數(shù)，W/(m2. K)；
^ii 螺旋管(I)內(nèi)壁熱垢系數(shù)，W/(m2. K)；
^ I--螺旋管(I)管壁導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；
一一螺旋管(I)管道壁厚，m;dlm——螺旋管(I)管道中徑，m;dl0一一螺旋管(I)管道外徑，m;dn一一螺旋管(I)管道內(nèi)徑，m;
螺旋管(2)對(duì)應(yīng)總傳熱系數(shù)
^2=I/ (1/W 8 H (Λ dj +RiClJd^d0/ K))
式中
K2 ——螺旋管(2)總傳熱系數(shù)，ff/(m2. K)；
h0--殼側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2.K)；
h2i一一螺旋管(2)內(nèi)側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2· K)；
R20一一殼側(cè)外壁熱垢系數(shù)，W/(m2. K)； R2I 螺旋管(2)內(nèi)壁熱垢系數(shù)，W/(m2. K)；
^ 2--螺旋管(2)管壁導(dǎo)熱系數(shù),W/(m. K)；
一一螺旋管(2)管道壁厚，m; d2m一一螺旋管(2)管道中徑，m; d2o一一螺旋管(2)管道外徑，m;
Or2i--螺旋管(2)管道內(nèi)徑,m ；
采用對(duì)數(shù)平均值法按氣液分相及顯熱與潛熱獨(dú)立計(jì)算方法計(jì)算對(duì)流換熱系數(shù)及總傳熱系數(shù)；
5.雙股流螺旋纏繞管式換熱器有效換熱高度計(jì)算過程 螺旋纏繞管式換熱器內(nèi)總傳熱量 Q&=A&K& Δ
式中
Δ 一一對(duì)數(shù)平均溫差，K;
螺旋管I總傳熱面積
A 總二 01 總/Wl 總 Δ iI)
螺旋管(I)長度 U=A1 &/{η,π dj 式中
11—螺旋管(I)長度；
螺旋管(2)總傳熱面積
為總二兌總/0^2&Δ 2)
螺旋管(2)長度
Λ 二為總 / ( 2π d2m)
式中
12--螺旋管(2)長度；
I1 = h時(shí)計(jì)算過程結(jié)束；
換熱器有效換熱高度
I 3 — 11 s ins — 12S ins
式中
a--螺旋管上升角；
Λ古及時(shí)重新調(diào)整螺旋管進(jìn)口流速值大小，并重新計(jì)算整個(gè)流程，直至Λ=Λ時(shí)完成換熱工藝計(jì)算過程。雙股流螺旋纏繞管式換熱器殼體(3)及其它輔助部件可參照GB150、GB151等設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。方案所涉及的原理問題
雙股流螺旋纏繞管式換熱器主要應(yīng)用于氣體低溫液化分離及氣體凈化領(lǐng)域，如天然氣低溫液化、空氣低溫液化分離、低溫甲醇洗等氣體低溫凈化、低溫液化分離等技術(shù)領(lǐng)域。由于低溫?fù)Q熱過程中存在激烈的相變及多相流流動(dòng)過程，換熱過程中物理參數(shù)變化幅度很大，一般換熱設(shè)計(jì)方法均難以準(zhǔn)確計(jì)算，目前還沒有系統(tǒng)的、標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法；本發(fā)明根據(jù)傳熱學(xué)及流體力學(xué)基本原理，大量應(yīng)用對(duì)數(shù)平均值法、體積分率法及質(zhì)量分率法求解過程參數(shù)，并將所得參數(shù)應(yīng)用于總傳熱系 數(shù)計(jì)算過程；雙股流螺旋纏繞管式換熱器換熱工藝設(shè)計(jì)計(jì)算方法已通過基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)修正過程，可應(yīng)用于復(fù)雜纏繞管束的數(shù)學(xué)建模過程，并將所建數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于螺旋纏繞管式換熱器的換熱工藝設(shè)計(jì)計(jì)算過程，獲得雙股流螺旋纏繞管式換熱器復(fù)雜管束結(jié)構(gòu)參數(shù)及相關(guān)換熱計(jì)算模型，以此設(shè)計(jì)整個(gè)雙股流螺旋纏繞管式換熱器，使雙股流螺旋纏繞管式換熱器有一個(gè)確定的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，有利于雙股流螺旋纏繞管式換熱器的標(biāo)準(zhǔn)化過程。本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)
通過五步法即雙股流螺旋纏繞管式換熱器流速計(jì)算、雙股流螺旋纏繞管式換熱器雷諾數(shù)計(jì)算、雙股流螺旋纏繞管式換熱器普朗特?cái)?shù)計(jì)算、雙股流螺旋纏繞管式換熱器總傳熱系數(shù)計(jì)算及雙股流螺旋纏繞管式換熱器有效換熱高度計(jì)算五個(gè)主要換熱工藝計(jì)算過程，得到雙股流螺旋纏繞管式換熱器復(fù)雜管束模型及關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算方法；計(jì)算過程中細(xì)化雙股流螺旋管程及殼程的速度計(jì)算過程，應(yīng)用對(duì)數(shù)平均值法確定復(fù)雜相變傳熱過程進(jìn)出口速度、粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、雷諾數(shù)、普朗特?cái)?shù)、對(duì)流換熱系數(shù)等；應(yīng)用體積分率法及質(zhì)量分率法求解氣液兩相平均速率及其它物理參數(shù)；給出了計(jì)算雙股流螺旋纏繞管式換熱器總傳熱系數(shù)的數(shù)學(xué)計(jì)算模型；應(yīng)用有效換熱高度計(jì)算法提供了迭代計(jì)算螺旋纏繞管式換熱器的簡(jiǎn)便計(jì)算方法；提出一套完整的雙股流纏繞管式換熱器換熱工藝計(jì)算模型，可將雙股流螺旋纏繞管式換熱器的纏繞方法應(yīng)用于建模過程，并將所建數(shù)學(xué)計(jì)算模型應(yīng)用于傳熱工藝計(jì)算過程，得到雙股流螺旋纏繞管式換熱器管工藝計(jì)算模型，以此設(shè)計(jì)整個(gè)雙股流螺旋纏繞管式換熱器，使雙股流螺旋纏繞管式換熱器有一個(gè)確定的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。


圖I所示為雙股流螺旋纏繞管式換熱器主要部件構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式采用對(duì)數(shù)平均值法按氣液分相及混合兩相流平均方法計(jì)算流速；采用平均值法按氣液分相及混合后兩相流質(zhì)量分率法計(jì)算雷諾數(shù)；采用平均值法按氣液分相及混合兩相流質(zhì)量分率計(jì)算普朗特?cái)?shù)；采用平均值法按氣液分相及顯熱與潛熱獨(dú)立計(jì)算方法計(jì)算對(duì)流換熱系數(shù)；根據(jù)兩股流分算法確定總傳熱量、總傳熱面積、螺旋管(I)長度、螺旋管(2)長度；I1=I2時(shí)確定螺旋纏繞管式換熱器有效換熱高度時(shí)重新調(diào)整螺旋管進(jìn)口流速Kli^2i值大小并重新計(jì)算整個(gè)流程，直至Λ=Λ時(shí)再確定螺旋纏繞管式換熱器有效換熱高度；參照GB150、GB151等設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)算雙股流螺旋纏繞管式換熱器殼體(3)及其它輔助部件并 完成整個(gè)雙股流螺旋纏繞管式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算過程。
權(quán)利要求
1.雙股流螺旋纏繞管式換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算方法，其特征在于雙股流螺旋纏繞管式換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算方法包括雙股流螺旋纏繞管式換熱器流速計(jì)算、雙股流螺旋纏繞管式換熱器雷諾數(shù)計(jì)算、雙股流螺旋纏繞管式換熱器普朗特?cái)?shù)計(jì)算、雙股流螺旋纏繞管式換熱器總傳熱系數(shù)計(jì)算及雙股流螺旋纏繞管式換熱器有效換熱高度計(jì)算五個(gè)主要換熱工藝計(jì)算過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述雙股流螺旋纏繞管式換熱器流速計(jì)算過程，其特征在于 殼側(cè)計(jì)算平均體積流量 K平=(匕進(jìn)—K出)/In (K進(jìn)/ K出) 式中 K平一一殼側(cè)對(duì)數(shù)平均流量，m3/h ； K進(jìn)一一殼側(cè)進(jìn)口流量，m3/h ； K出――殼側(cè)出口流量，m3/h ； K平=K平 / (36004) 式中 ν0 Ψ--殼側(cè)流體平均流速，m/s ； A——?dú)?cè)通流截面面積，Hl2 ; 殼側(cè)單相流動(dòng)液體體積流量 K。平=(K。進(jìn)—K。出)/In (K。進(jìn)/ K。出) 式中 Klo a一一殼側(cè)液體進(jìn)口流量，m3/h ； Klo^ 一一殼側(cè)液體出口流量，m3/h ； 殼側(cè)液體流速 平=Koψ/ (360(Μ) 式中 Vlo Ψ--殼側(cè)液體平均流速,m/s ; 單相流動(dòng)氣體體積流量 K0ψ=(匕。進(jìn)一K。出)/In(匕。進(jìn)/ K 出) 式中 Kvoa一一殼側(cè)液體進(jìn)口流量，m3/h ； K。出一一殼側(cè)液體出口流量，m3/h ； 殼側(cè)氣體流速 Vvoψ= K0ψ/ (3600Α) 式中 Vvo Ψ--殼側(cè)氣體平均流速，m/s ； 殼側(cè)兩相混合流動(dòng)時(shí)的平均流速 vO 平 ~-^ToVho 平 + ( I — ^T0) vVO 平 式中 一一液體體積分率；Wto=^Lo 平 / (匕。平 + Ko 平); ^L0 ψ 殼側(cè)液體平均體積流量，m3/h ；Vvoψ一一殼側(cè)氣體平均體積流量，m3/h ；K。平=(K。進(jìn)—K。出)/In (K。進(jìn)/ K。出)；K0ψ=(匕。進(jìn)一K。出)/In(匕。進(jìn)/ K 出)；螺旋管(I)內(nèi)對(duì)數(shù)平均流速Kli平=(Ki進(jìn)一Ki 出)/1η(Κπ進(jìn)/ Vlitii)式中Vn Ψ一一螺旋管(I)側(cè)對(duì)數(shù)平均流量，m3/h ；Klia一一螺旋管(I)側(cè)進(jìn)口流量，m3/h ；匕出一一螺旋管(I)側(cè)出口流量，m3/h ；vIi = Gi 平 / aini式中VIi--螺旋管(I)內(nèi)流體流速，m/s ; 一一螺旋管(I)內(nèi)管道通流截面面積，m2 ；U1一一螺旋管(I)管道數(shù)量；螺旋管(I)內(nèi)兩相混合流動(dòng)時(shí)的平均流速Fli 平 _/ Tli tin 平+ (I 一 Wni)Fvli 平式中^Tli一一液體體積分率；^Tli =^Lli 平 / (^LliT+ Kii 平);Vlii ψ一一螺旋管(I)側(cè)液體平均體積流量，m3/h ；Κηψ一一螺旋管(I)側(cè)氣體平均體積流量，m3/h ；^Lli ψ= (Kli 進(jìn)一Kli 出)/In (Kli 進(jìn) / Kli 出)；Καψ= (ZvIi 進(jìn)一ZvIi 出)/In (ZvIi 進(jìn) / Ku);螺旋管(2)內(nèi)對(duì)數(shù)平均流速Ki 平=(「2i 進(jìn)—Ki 出)/ln(「2i 進(jìn) /)式中V2i Ψ一一螺旋管(2)對(duì)數(shù)平均流量，m3/h ；K2ia一一螺 旋管(2 )進(jìn)口流量，m3/h ；K2i出一一螺旋管(2 )出口流量，m3/h ；V2i — V2i 平 I a2in2式中V2i 螺旋管(2)內(nèi)流體流速，m/s ;a2i一一螺旋管(2)內(nèi)管道通流截面面積，Hl2 ;n2一一螺旋管(2)管道數(shù)量；螺旋管(2)內(nèi)兩相混合流動(dòng)時(shí)的平均流速K2i 平―^T2i FL2i 平+ (I —Kv2i 平式中A2i—一液體體積分率；^T2i _^L2i 平 / (^L2i 平 + ^v2i 平)；Vl21 Ψ一一螺旋管(2)側(cè)液體平均體積流量，m3/h ；Kv2i^一一螺旋管(2)側(cè)氣體平均體積流量，m3/h ；^L2i T — (^L2i 進(jìn)一^L2i 出)/In (^L2i 進(jìn) / [2i 出)；Κ2 ψ= (Zv2i 進(jìn)一 Zv2i 出)/In (「v2i 進(jìn) / K21);計(jì)算過程中采用對(duì)數(shù)平均值法按氣液分相計(jì)算及混合兩相流平均方法計(jì)算流速。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙股流螺旋纏繞管式換熱器雷諾數(shù)計(jì)算過程，其特征在于殼側(cè)雷諾數(shù)Re0 = F。平夕。平0V7口。平式中Re。一殼側(cè)雷諾數(shù)；VοΨ-殼側(cè)流體平均流速，m/s ；P o￥——?dú)?cè)流體平均密度，kg/m3 ；d0——管道外徑，m ；U οΨ—?dú)?cè)流體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；殼側(cè)氣體平均密度式中P V0￥——?dú)?cè)氣體平均密度，kg/m3 ；P V0 一一殼側(cè)氣體進(jìn)口平均密度，kg/m3 ；P νο ——?dú)?cè)氣體出口平均密度，kg/m3 ；殼側(cè)液體平均密度P U>,= (P Lo 進(jìn)—P Lo 出)/ln (P Lo 進(jìn)/p Lo 出)式中P LoT一一殼側(cè)液體平均密度，kg/m3 ；P Loa一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均密度，kg/m3 ；P L0^ ——?dú)?cè)液體出口平均密度，kg/m3 ；殼側(cè)氣液兩相時(shí)的平均密度P O 平 _^L。P L。平 + ( I — ^Lo) P VO 平式中^Lo--液相質(zhì)量分率；^Lo- ( Zl。平 / P L。平)/ ( Zl。平 / P L。平 + Ko 平 / P V。平)；Vho Ψ一一殼側(cè)液體質(zhì)量流量，m3/h ；K0ψ一一殼側(cè)氣體質(zhì)量流量，m3/h ；P LoT一一殼側(cè)液體平均密度，kg/m3 ；P V0￥——?dú)?cè)氣體平均密度，kg/m3 ；殼側(cè)氣體平均粘度式中U 一一殼側(cè)氣體平均粘度；Jj voa 殼側(cè)氣體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；P V0^一一殼側(cè)氣體出口平均粘度，Pa. s ；殼側(cè)液體平均粘度式中P LoT一一殼側(cè)液體平均粘度；P L0a一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；P L0^ 一一殼側(cè)液體出口平均粘度，Pa. S ； 殼側(cè)氣液兩相平均粘度口 O, _^L。# L。平 + (I — ^Lo) # vo 平式中^Lo--液相質(zhì)量分率；殼側(cè)氣體雷諾數(shù)Rev。= vVO-P VO 平0V7# VO 平式中Revo——管外氣體雷諾數(shù)；Vvo-殼側(cè)氣體流速，m/s ；P V0 ￥—?dú)?cè)氣體平均密度，kg/m3 ；d0——管道外徑，m ；P νοΨ——管外氣體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；殼側(cè)液體雷諾數(shù)ReL。= vLojj Lo 平0V7# Lo 平式中ReLo——管外液體雷諾數(shù)；kLo-殼側(cè)液體流速，m/s ；P LoT—?dú)?cè)液體平均密度，kg/m3 ；d0——管道外徑，m ；P lot-管外液體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；殼側(cè)氣液兩相平均雷諾數(shù)Re。平=ReLo Rho + (I — Rh) Revo式中Re0^—?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均雷諾數(shù)；^Lo-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；螺旋管(I)內(nèi)氣體雷諾數(shù)Revn — VvliP vli 平Orli/P Vli 平式中Revli——螺旋管(I)內(nèi)氣體雷諾數(shù)；Kvli-螺旋管(I)內(nèi)氣體流速，m/s ；P vli平—螺旋管(I)內(nèi)氣體平均密度，kg/m3 ；Cf1-螺旋管(I)內(nèi)徑，m ;P ν11ψ——螺旋管(I)內(nèi)氣體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；螺旋管(I)內(nèi)液體雷諾數(shù)ReLli — fLI i P LI i 平0iLI i 平式中Reui——螺旋管(I)內(nèi)液體雷諾數(shù)； Vui-螺旋管(I)內(nèi)液體流速，m/s ；P Lli平—螺旋管(I)內(nèi)液體平均密度，kg/m3 ；Orli-螺旋管(I)內(nèi)徑，m ;P in ψ-螺旋管(I)內(nèi)液體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；螺旋管(I)內(nèi)氣液兩相平均雷諾數(shù)Re1 土平—ReL1 j Rhli ~\~ (I —T Lli) Revli式中Re1 i￥—?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均雷諾數(shù)；^Lli-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；螺旋管(I)內(nèi)氣體平均密度P Vli 平=(P Vli 進(jìn)一 P Vli 出)/In (P Vli 進(jìn) /々 Vli 出)式中P Vli平一一螺旋管(I)內(nèi)氣體平均密度，kg/m3 ；^vlia一一螺旋管(I)內(nèi)氣體進(jìn)口平均密度，kg/m3 ；Pvli出一一螺旋管(I)內(nèi)氣體出口平均密度，kg/m3 ；螺旋管I內(nèi)液體平均密度P Lli 平一Lli 進(jìn)一 P Lli 出)/In ^ Lli 進(jìn) /P Lli 出)式中P Lli平一一螺旋管(I)內(nèi)液體平均密度，kg/m3 ；^Lli 一一螺旋管(O內(nèi)液體進(jìn)口平均密度，kg/m3 ；P Ui出一一螺旋管(I)內(nèi)液體出口平均密度，kg/m3 ；氣液兩相時(shí)的平均密度P Ii 平=^LliP Lli 平+ (I 一平式中Rui--液相質(zhì)量分率；螺旋管(I)內(nèi)氣體平均粘度口 vli 平一、口 vli 進(jìn)一 # vli 出)/In、口 vli 進(jìn) /口 vli 出)式中P vli ￥一一螺旋管(I)內(nèi)液體平均粘度，Pa. s ；P vlia一一螺旋管(I)內(nèi)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；// vlia一一螺旋管(I)內(nèi)液體出口平均粘度，Pa. s ；螺旋管(I)內(nèi)液體平均粘度P LU 平=(# Lo 進(jìn)一 # vo 出)/I11 (# Lo 進(jìn)/# Lo 出)式中P Lii^ 螺旋管(O內(nèi)液體平均粘度，Pa. s ；P Llia一一螺旋管(I)內(nèi)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；P 一一螺旋管(I)內(nèi)液體出口平均粘度，Pa. s ；氣液兩相時(shí)的平均粘度Jj Ii 平=^LliA Lli 平+ (I 一 ^Lli) Jj vli 平 式中^Lli--液相質(zhì)量分率；螺旋管(2)內(nèi)氣體雷諾數(shù)^θν2 一 VY2i^ v2i 平0v2i 平式中Rev2i——螺旋管(2)氣體雷諾數(shù)；Kv2i-螺旋管(2)氣體流速,m/s ；P ν21Ψ—螺旋管(2)氣體平均密度，kg/m3 ；d2i-螺旋管(2)內(nèi)徑，m ;U v2iT——螺旋管(2)氣體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；螺旋管(2)內(nèi)液體雷諾數(shù)^eL2i 一 VL2\P L2i 平0# L2i 平式中ReL2i—螺旋管(2)內(nèi)液體雷諾數(shù)；vL21——螺旋管(2)內(nèi)液體流速，m/s ；Ρι21Ψ—螺旋管(2)內(nèi)液體平均密度，kg/m3 ；d2i-螺旋管(2)內(nèi)徑，m ;P L21 ψ-螺旋管(2)內(nèi)液體平均粘度系數(shù)，Pa. s ；螺旋管2內(nèi)氣液兩相平均雷諾數(shù)Re2 i 平—ReL2 i ^L2i 十(I — ^L2i) ^θν2 式中Re2i^—?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均雷諾數(shù)；^L2i-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；螺旋管(2)內(nèi)氣體平均密度P v2i 平一v2i 進(jìn)一 P v2i 出)/In ^ v2i 進(jìn) /P v2i 出)式中P贈(zèng)一一螺旋管(2)內(nèi)氣體平均密度，kg/m3 ；^v2ia一一螺旋管(2)內(nèi)氣體進(jìn)口平均密度，kg/m3 ；^v2ia一一螺旋管(2)內(nèi)氣體出口平均密度，kg/m3 ；螺旋管2內(nèi)液體平均密度P L2i 平一L2i 進(jìn)一 P L2i 出)/In ^ L2i 進(jìn) /P L2i 出)式中 一一螺旋管(2)內(nèi)液體平均密度，kg/m3 ；^L2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體進(jìn)口平均密度，kg/m3 ； ^L2ia 一一螺旋管(2 )內(nèi)液體出口平均密度，kg/m3 ； 螺旋管(2)內(nèi)氣液兩相密度P 2 i, — - L2 i ^i2i 十(I — RVld P v2i 式中 P 2iT——?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均密度，kg/m3 ； ^L2i-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)； 螺旋管(2)內(nèi)氣體平均粘度 口 v2i 平一、口 v2i 進(jìn)一 # v2i 出)/In、口 v2i 進(jìn) / 口 v2i 出) 式中 P v2iT 螺旋管(2)內(nèi)液體平均粘度，Pa. s ； P v2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ； P v2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體出口平均粘度，Pa. s ； 螺旋管(2)內(nèi)液體平均粘度 L2i 平一、口 L2i 進(jìn)一 # v2i 出)/In ^ L2i 進(jìn) /^ L2i 出) 式中 P L2i ψ 螺旋管(2)內(nèi)液體平均粘度，Pa. s ； P L2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. S ； P L2ia一一螺旋管(2)內(nèi)液體出口平均粘度，Pa. s ； 螺旋管(2)內(nèi)氣液兩相時(shí)的平均粘度 #2i 平 _^L2i# L2i 平 + (I 一 ^L2i) ^ v2i 平 式中 ^L2i--液相質(zhì)量分率； 計(jì)算過程中采用雷諾數(shù)平均值法按氣液分相及混合后兩相流質(zhì)量分率計(jì)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙股流螺旋纏繞管式換熱器普朗特?cái)?shù)計(jì)算過程，其特征在于 殼側(cè)普朗特?cái)?shù)Pr0 = Cpoμ οΨ/Λ ο平式中 Pr。一殼側(cè)普朗特?cái)?shù)； Cpo-殼側(cè)定壓比熱，kj/kg ； U οΨ—?dú)?cè)平均粘度系數(shù)，Pa. s ； 』0￥——平均導(dǎo)熱系數(shù)，kg/m3 ； 殼側(cè)氣體平均定壓比熱fpvo 平—(fpvo 進(jìn)—fpvo 出)/1n (fpvo 進(jìn) /fpvo 出) 式中 νο￥一一殼側(cè)氣體平均密度，kj/kg ； νο 一一殼側(cè)氣體進(jìn)口平均密度，kj/kg ； Cvm 一一殼側(cè)氣體出口平均密度，kj/kg ；殼側(cè)液體平均定壓比熱fpL 平—(fpL 進(jìn) _ "^pLo 出)/In (^pLo 進(jìn) /^pLo 出)式中^plot一一殼側(cè)液體平均密度，kj/kg ；Cplo進(jìn)一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均密度，kj/kg ；Cplo ^ 一一殼側(cè)液體出口平均密度，kj/kg ；殼側(cè)氣液兩相平均定壓比熱Cp0 平—^LofpL。平 + ( I 一 Ru) Cv'。平式中Rus--液體質(zhì)量分率；殼側(cè)氣體平均粘度式中U 一一殼側(cè)氣體平均粘度；P V0a 殼側(cè)氣體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；P V0^一一殼側(cè)氣體出口平均粘度，Pa. s ；殼側(cè)液體平均粘度#Lo〒=式中P LoT一一殼側(cè)液體平均粘度；P L0a一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；P L0^ 一一殼側(cè)液體出口平均粘度，Pa. S ；殼側(cè)氣液兩相平均粘度口 O, _^L。# L。平 + (I — ^Lo) # vo 平式中Rus--液體質(zhì)量分率；殼側(cè)氣體平均導(dǎo)熱系數(shù)2 VO 平=(2 VO 進(jìn)—P VO 出)/In (2 VO 進(jìn)/2 VO 出)式中 一一殼程氣體平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；^voa一一殼程氣體進(jìn)口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；一一殼程氣體出口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；殼側(cè)液體平均導(dǎo)熱系數(shù)Lo ψ=(』Lo進(jìn)一』VO出)/In (』Lo進(jìn)/』Lo出)式中 一一殼側(cè)液體平均導(dǎo)熱系數(shù)，W(m. K)；^Loa一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；一一殼側(cè)液體出口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；殼側(cè)氣液兩相平均導(dǎo)熱系數(shù)Λ ο 平L 平+ (1 — ^Lo) A VO 平式中Rus--液體質(zhì)量分率；殼側(cè)氣體普朗特?cái)?shù)PrVO = CvmU v。平/2 vo〒式中 Prvo—?dú)?cè)普朗特?cái)?shù)；Cvm-殼側(cè)定壓比熱，kj/kg ；P V0￥—?dú)?cè)平均粘度系數(shù)，Pa. s ；Λ vo T-平均導(dǎo)熱系數(shù)，kg/m3 ；殼側(cè)液體普朗特?cái)?shù)P^Lo — CphoP Lo 平Lo 平式中PrLo—?dú)?cè)普朗特?cái)?shù)；CrLp0-殼側(cè)定壓比熱，kj/kg ；P LoT—?dú)?cè)平均粘度系數(shù)，Pa. s ；Λ lot-平均導(dǎo)熱系數(shù)，kg/m3 ；殼側(cè)氣液兩相平均普朗特?cái)?shù)Pr。平=PrLo Rho + (I -Rj Prvo式中Pr0^—?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均普朗特?cái)?shù)；^Lo-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；螺旋管(I)內(nèi)氣體普朗特?cái)?shù)Prvli — Cpvl J P vli 平/2 Vli 平式中Prvli—?dú)?cè)普朗特?cái)?shù)；^pvii-殼側(cè)定壓比熱，kj/kg ；P νηψ—?dú)?cè)平均粘度系數(shù)，Pa. s ；Λ Vii^-平均導(dǎo)熱系數(shù)，kg/m3 ；螺旋管(I)內(nèi)液體普朗特?cái)?shù)PrLli — ^pLli ^ Lli 平/2 Lli 平式中Prui—?dú)?cè)普朗特?cái)?shù)；CpLii-殼側(cè)定壓比熱，kj/kg ；P Ln ψ—?dú)?cè)平均粘度系數(shù)，Pa. s ；Λ Lii^-平均導(dǎo)熱系數(shù)，kg/m3 ；螺旋管(I)內(nèi)氣液兩相平均普朗特?cái)?shù)Prli￥= PrLli Rui + (I - Rhli) Prvli式中Prli￥—?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均普朗特?cái)?shù)；^Lli-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；螺旋管(I)內(nèi)氣體平均定壓比熱^pvli 平一 (^pvli 進(jìn)一 ^pvli 出 )/In (Cpvli 進(jìn)/^pvli 出)式中Cpvli￥—一殼側(cè)氣體平均密度，kj/kg ；Cvvli 一一殼側(cè)氣體進(jìn)口平均密度，kj/kg ；Cvvli 一一殼側(cè)氣體出口平均密度，kj/kg ；螺旋管(I)內(nèi)液體平均定壓比熱^pLli 平一 (fpLli 進(jìn)一 ^pLli 出)/In (Cplli 進(jìn) /CpLli 出)式中Qli平一一殼側(cè)液體平均密度，kj/kg ；^PLlia一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均密度，kj/kg ；^PLli ^一一殼側(cè)液體出口平均密度，kj/kg ；螺旋管(I)內(nèi)氣液兩相平均定壓比熱Cpli 平一CpLli ^li 十(丄一^Lli) ^ivli式中 ηψ——?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均定壓比熱；^Lli-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；螺旋管(1)內(nèi)氣體平均粘度#vli 平=(# vli 進(jìn)一 P vli 出)/In (# vli 進(jìn) /# vli 出)式中P Vii^ 殼側(cè)氣體平均粘度，Pa. s ；P Viia 殼側(cè)氣體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；P vlia一一殼側(cè)氣體出口平均粘度，Pa. s ；螺旋管(I)內(nèi)液體平均粘度#Lli 平=(# Lli 進(jìn)一 P Lli 出)/I11 (# Lli 進(jìn) /# Lli 出)式中P LiiT 殼側(cè)液體平均粘度，Pa. s ；P Ln 一一殼側(cè)液體進(jìn)口平均粘度，Pa. s ；P Llia一一殼側(cè)液體出口平均粘度，Pa. s ；螺旋管(I)內(nèi)氣液兩相平均粘度"U 平=Lli ^Lli + (I — ^Lli) vli式中P ηψ——?dú)庖簝上鄷r(shí)的平均粘度；^Lii-液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)；螺旋管(1)內(nèi)氣體平均導(dǎo)熱系數(shù)2 vli 平=(2 vli 進(jìn)一 P vli 出)/In (2 vli 進(jìn) / 2 vli 出)式中』vliT—一殼側(cè)氣體平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m.K)；^vlia一一殼側(cè)氣體進(jìn)口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；^vlia一一殼側(cè)氣體出口平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；螺旋管(I)內(nèi)液體平均導(dǎo)熱系數(shù)
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙股流螺旋纏繞管式換熱器總傳熱系數(shù)計(jì)算過程，其特征在 于 殼側(cè)對(duì)流換熱系數(shù) h0=Q&/(QJh+QJhr) h0一一管外對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2. K)； Q&一一總體換熱量，W ; Qs 顯熱，W ； Qr一一潛熱，W; As 顯熱對(duì)流換熱系數(shù)，W/ (m2. K)； hs =ZPlA0+(I — O K0 式中 ^Lo--液相質(zhì)量分率； hLo 液體顯熱對(duì)流換熱系數(shù)，W/ (m2. K)； K0--氣體顯熱對(duì)流換熱系數(shù)，W/ (m2. K)； K一一潛熱對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2. K)；Ar=IOOO 1100，取 Ar =1100 ff/ (m2. K)； 對(duì)流換熱系數(shù) Avo=O. 296 U V。平 /d0) Revo 平 0 609Prvo 平0 31 Alo=O. 296 U L0 平 A/0) ReLo 平 0 609PrLo 平0 31 計(jì)算換熱量 Q& 二 C一m Kt—m丨。
式中 a——?dú)?cè)總體質(zhì)量流量，kg/s ； c--氣液相變質(zhì)量，kg/s ； r0--殼側(cè)液體汽化潛熱，kj/kg ； Gs~ (^pLo 平· L。平 + ^tivo 平· v。平)A式中 LoT一一殼側(cè)液體質(zhì)量流量，kg/s ；ffiLo 平=( L。進(jìn)—fflLo 出)/I11 ( L。進(jìn) / llIoiH) voT--殼側(cè)氣體質(zhì)量流量，kg/s ; V0 平=( V。進(jìn)—fflVO 出)/In ( V。進(jìn) / fflV。出) Qy= P 總一A螺旋管(I)內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù) Ali-O. 037 (Λ η 平/c/u) (Reli 平0.75) Prli 平0.42 螺旋管2內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù) A2i=O. 037 (Λ 21 平/t/2i) (Re2i 平0.75) Pr2i 平0.42螺旋管(I)對(duì)應(yīng)總傳熱系數(shù)Ki=I/{l/h+Rl0+ δ xdJ {λ +RliClJdl^dJ QiliClli)) 式中 K1 ——螺旋管(I)總傳熱系數(shù)，W/(m2.K)； h0--殼側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2.K)； Ali一一螺旋管(I)內(nèi)側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)，W/ (m2. K)； Rlo一一殼側(cè)外壁熱垢系數(shù)，W/(m2. K)； ^ii 螺旋管(I)內(nèi)壁熱垢系數(shù)，W/(m2. K)； ^ I--螺旋管(I)管壁導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m. K)；一一螺旋管(I)管道壁厚，m; dlm——螺旋管(I)管道中徑，m; dl0一一螺旋管(I)管道外徑，m; dn一一螺旋管(I)管道內(nèi)徑，m; 螺旋管(2)對(duì)應(yīng)總傳熱系數(shù) ^2=I/ (1/W 8 H (Λ dj +RiClJd^d0/ K)) 式中 K2 ——螺旋管(2)總傳熱系數(shù)，ff/(m2. K)； h0--殼側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2.K)； h2i一一螺旋管(2)內(nèi)側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2· K)； R20一一殼側(cè)外壁熱垢系數(shù)，W/(m2. K)； R2I 螺旋管(2)內(nèi)壁熱垢系數(shù)，W/(m2. K)； ^ 2--螺旋管(2)管壁導(dǎo)熱系數(shù),W/(m. K)；一一螺旋管(2)管道壁厚，m; d2m一一螺旋管(2)管道中徑，m; d2o一一螺旋管(2)管道外徑，m; d2i一一螺旋管(2)管道內(nèi)徑，m; 采用對(duì)流換熱系數(shù)平均值法按氣液分相及顯熱與潛熱獨(dú)立計(jì)算方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙股流螺旋纏繞管式換熱器有效換熱高度計(jì)算過程，其特征在于 螺旋纏繞管式換熱器內(nèi)總傳熱量 Q&=A&K& Δ 式中 Δ 一一對(duì)數(shù)平均溫差，K; 螺旋管I總傳熱面積.4 總二 01 總/Wl 總 Δ iI)螺旋管(I)長度 U=A1 &/{η,π dj 式中 11—螺旋管(I)長度； 螺旋管(2)總傳熱面積 パ2總二兌總/ば2總八ら) 螺旋管(2)長度 U=A2-A /、η2 π dj 式中 12--螺旋管(2)長度； I1 = h時(shí)計(jì)算過程結(jié)束； 換熱器有效換熱高度 I 3 — 11 s ins — IoS ins 式中 a--螺旋管上升角； Aデλ時(shí)重新調(diào)整螺旋管進(jìn)ロ流速值大小，并重新計(jì)算整個(gè)流程，直至Α=Λ時(shí)完成換熱エ藝計(jì)算過程。
全文摘要
針對(duì)雙股流螺旋纏繞管式換熱器內(nèi)部流動(dòng)換熱工藝設(shè)計(jì)計(jì)算過程，通過雙股流螺旋纏繞管式換熱器流速計(jì)算、雙股流螺旋纏繞管式換熱器雷諾數(shù)計(jì)算、雙股流螺旋纏繞管式換熱器普朗特?cái)?shù)計(jì)算、雙股流螺旋纏繞管式換熱器總傳熱系數(shù)計(jì)算及有效換熱高度計(jì)算五個(gè)計(jì)算過程，得到雙股流螺旋纏繞管式換熱器復(fù)雜管束模型及關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算方法；計(jì)算過程中應(yīng)用對(duì)數(shù)平均值法確定復(fù)雜相變換熱過程進(jìn)出口速度、粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、雷諾數(shù)、普朗特?cái)?shù)、對(duì)流換熱系數(shù)等；應(yīng)用體積分率法及質(zhì)量分率法求解氣液兩相平均速率及其它物理參數(shù)；應(yīng)用有效換熱高度計(jì)算法提供了迭代計(jì)算螺旋纏繞管式換熱器的簡(jiǎn)便計(jì)算方法；給出了雙股流螺旋纏繞管式換熱器換熱工藝設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)學(xué)模型。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102855396SQ20121030332
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者張周衛(wèi), 汪雅紅, 張小衛(wèi) 申請(qǐng)人:張周衛(wèi)