选择流体流动速度的优化方法

选择恰当的流速对热交换器的正常操作具有重要的意义。因为在一般情况下，流速的增加将使换热系数随之剧增，但是增加流速将使流动阻力也随之增大，且其增加的速率远超过换热系数的增加速率。例如同在湍流状态下比较，管内流动时的ai∝w0.8，管外流动时的a0∝w0.6～0.65，而Δp∝w1.8。对层流状态及过渡状态进行分析之后也可得到类似的结果。

因此，所选择的流速要尽量使流体呈湍流状态，以保证设备在较大的传热系数下进行热交换，为避免产生过大的压降，才不得不选用层流状态下的流速。而流速的最大值又是由允许的压降所决定的，当允许的压降已经限定，则最大流速就可由阻力公式计算出来。如果所允许的压降不是由生产条件来决定，则可根据技术经济比较来确定最佳流速（或最经济流速），这时设备的投资费用与运行费用之和最低。

此外，在考虑最佳流速时并未计入所有因素的限制，这些因素中最主要的是机械条件与结构要求。所谓机械条件的限制是指流速的提高应当避免发生水力冲击、振动以及冲蚀等现象。至于在结构上则应注意到：当速度提得很高时，所需的管数少了，这时为了要保证所需的传热面积，就必须增大管子的长度或增加程数。前已提到，长管不便于拆换和清洗，增加程数则使构造复杂，并在无相变的热交换器中引起平均温差的降低，因此实际上所选用的流速常低于最佳流速。至于流速的低限，就一般流体来说，则应能保持在湍流范围之内。(www.xing528.com)

还须注意，只有提高换热系数低的那一侧的流速，才能对换热系数的增加产生显著的影响。

因而流速的选择必须视不同情况而定。附录F列出了选择流速时的一些参考值。