水冷却器的管壁温度高低影响腐蚀结垢的倾向。对奥式体不锈钢而言,壁温过高也可能产生应力腐蚀开裂。壁温很难测定,可以通过计算了解大致情况,按上题水侧对流传热及水侧污垢热传导式计算。

水流经管程,有水侧污垢时的壁温:

怎样计算水冷却器的管壁温度?-水处理设备与技术

水入口处壁温

怎样计算水冷却器的管壁温度?-水处理设备与技术

水出口处壁温

怎样计算水冷却器的管壁温度?-水处理设备与技术

无水侧污垢时的壁温:

水入口处

怎样计算水冷却器的管壁温度?-水处理设备与技术

水出口处

怎样计算水冷却器的管壁温度?-水处理设备与技术

水流经壳程,有水侧污垢时的壁温:

水入口处

怎样计算水冷却器的管壁温度?-水处理设备与技术

水出口处

怎样计算水冷却器的管壁温度?-水处理设备与技术

无水侧污垢时的壁温:

水入口处

怎样计算水冷却器的管壁温度?-水处理设备与技术

水出口处

怎样计算水冷却器的管壁温度?-水处理设备与技术

式中 Q———传热速率,J/s(W);

r2———水侧污垢热阻,m2·K/W;

α2———水的对流传热系数,W/(m2·K);

F1,F2———热流体、水的传热面积,m2

d1,d2———换热管外径、内径,m;

tw11,tw12———无水侧污垢时的壁温,℃;

tw2,tw21,tw22———有水侧污垢时的壁温,℃。

在已知Q、d1、d2、t1、t2及α2值的情况下,可以由式(3)、式(4)或式(7)、式(8)计算得无水侧污垢时的管壁温度,其中t1及t2可由现场实测,然后再由540题中的式(4)计算得Q值。

计算有水侧污垢时的壁温还需要有污垢热阻值r2的数据。按592题:

怎样计算水冷却器的管壁温度?-水处理设备与技术

式中 KC,K———清洁管、结垢管的总传热系数,W/(m2·K)。

可以由监测换热器的试验求得,也可以按现场换热器实测清洁和结垢时的t1、t2值,按540题中的式(4)、式(3)分别计算得清洁和结垢时的Q值及K值,再按上式计算出r2值。

由计算式可见,出口水温t2与壁温成直线关系,t2每增加1℃,壁温也同时增加1℃。运行时每台水冷却器的出水温度都不应过多超过设计温度。

水的对流传热系数α2由普朗特数Pr与雷诺数Re计算而得。

Pr=Cpμ/λ

Re=luρ/u

式中 μ———水的[动力]黏度,Pa·s;

Cp———水的比热容,J/(kg·K);

λ———水的热导率,W/(m·K);

ρ———水的密度,kg/m3

u———水的流速,m/s;

l———水冷却器的定性长度,m。

α2的计算式见下表:

怎样计算水冷却器的管壁温度?-水处理设备与技术

注:计算式中水的物理性质数据μ、Cp、λ、ρ随温度而变化,应选择进出口水温算术平均温度时的数据。μW为壁温时的[动力]黏度,Pa·s。