回火爐對流換熱的裹面傳熱系教的分析

        流體在管內流動的液態可以分成層流、過渡流和紊流。按邊界發展情況可以分成入口段和充分發展區域。正因為管內流動的對流換熱具有上述不同的換熱特征，所以反映換熱規律的準則方程也具有不同的形式。

 

      (1)回火爐層流狀態下的準則方程流體與管壁發生強迫對流換熱時。如管子內徑和溫差均小，則能避免附加的自然對流，同時.如果流體又有較大的粘性等，則易出現嚴格的層流。

 

      (2)紊流狀態下的準則方程管內流體處于紊流狀態時，除貼壁的層流底層外，紊流核心的速度分布和溫度分布都較為平坦，主要熱阻在層流底層中。由于層流底層極薄，溫度梯度很大，所以紊流換熱強度遠遠超過層流。此外，實踐證明，當流體在管內紊流換熱時，對于平均換熱系數h的計算，在壁溫恒定和熱流密度恒定兩種情況下的區別已消失。

 

      (3)橫向沖刷管束流體橫向流過一群管子(管束)時，流動將受到各排管子的連續干擾，因而遠比橫掠單管時復雜.此時.必須考慮管子排列方式〔順排或叉排)、管子間距(橫向間距S:和縱向間距熟)、管子排數N及管子外徑D等的影響。

 

      首先是排列方式的影響:管束的排列方式主要有順排和叉排兩種。流體流過順排及叉排管束第一排管面的情況與流過單管管面的情況相近，但從第二排起，對于順排每排管子的前部正處于前排管子漩渦區的尾流內。受到的沖刷情況要差一些，而且在每列管間的流體好呀沈進入—長席流動，受到管壁的干擾較小，流動方向較穩定。對于叉排管子所受到的沖刷情況大體一樣，換熱情況與橫掠單管比較相近，而且流體在管中流動的速度方向經常變化，各部分流體的混合情況較順排為好。故在相同的R:數及管束排數下，叉排管束的平均換熱系數高于順排。

 

      第二是相對節距的影響:無論是哪種排列方式，管與管之間的相對節距S/D和易刃對換熱也有影響。

 

      最后是流動方向上管子排數的影響:流體進入鋁合金退火爐的管束后，由于不斷同壁面碰撞的結果，流體中擾動逐漸增加，各排的換熱系數也相應提高。大約到第三、四排后逐漸趨于穩定。因此，整個管束的平均換熱系數與流動方向上的排數N有關。

 

       總之，回火爐流體橫向沖刷管束時平均換熱系數除了與Re數、Pr數和換熱溫度差有關外。還與管子排列方式、相對節距以及管子排數N有關。