Calcul des coefficients de transfert de chaleur côté tube et côté Shell en pratique
Il est essentiel de calculer les coefficients de transfert de chaleur du côté tube et du côté coque pour concevoir des échangeurs de chaleur efficaces. Ces coefficients influencent le taux de transfert de chaleur global et influent sur les performances de l'équipement.
Comprendre les coefficients de transfert de chaleur
Le coefficient de transfert de chaleur, souvent appelé h, quantifie le taux de transfert de chaleur par unité de surface par degré de différence de température. Il dépend des propriétés du fluide, des conditions d'écoulement et de la géométrie de l'échangeur de chaleur.
Coefficient de transfert de chaleur latérale du tube de calcul
Le coefficient de transfert de chaleur côté tube peut être estimé à l'aide de corrélations empiriques basées sur le régime de débit.
Nu = 0,023 Re0,8 Pr[0,4
Lorsque Nu est le numéro de la nausée, Re est le numéro de Reynolds, et Pr est le numéro de Prandtl. Le coefficient de transfert de chaleur est alors calculé comme suit:
h = (Nu * k) / D
Coefficient de transfert de chaleur latéral de Shell
Le coefficient latéral de la coque est plus complexe en raison du profil de débit autour des tubes. La méthode Kern ou la méthode Bell-Delaware sont souvent utilisées pour l'estimation. Ces méthodes tiennent compte de facteurs tels que l'arrangement du tube, la vitesse de débit et les propriétés du fluide.
Considérations pratiques
Dans la pratique, les ingénieurs utilisent souvent des outils logiciels ou des tables de référence pour déterminer les coefficients de transfert de chaleur. Il est important de tenir compte des facteurs d'encrassement, qui réduisent l'efficacité de transfert de chaleur au fil du temps.