如何用hrti进行计算

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1、如何用HTRI进行特型管换热器传热计算田朝阳，刘丰，刘世平（江苏中圣高科技产业有限公司，江苏南京211112）田朝阳：如何用HTRI进行特型管换热器传热计算摘要：HTRI软件为国际上公认用于换热设备的工艺计算软件之一。本文通过示例介绍如何应用HTRI软件进行特型管换热器传热计算的方法及要点。关键词：HTRI；换热器；特型管；传热计算前言HTRI是美国传热研究公司（HeartTransferResearchInc.）开发的一套专门用于换热器设计的软件。全球有数百家合作研究机构及会员，我公司于2008年成为HTRI会员。HTRI在传

2、热机理、两相流、振动、污垢、模拟及测试技术方面取得了大量的研究成果，积累了换热器设计的丰富经验[1]。HTRI软件中含有9种换热器功能模块，各个换热器工艺设计计算模块计算精度准确，不仅节省了人力，提高了效率，在换热设计中得到广泛应用。HTRI软件不仅有光滑管计算模块，同时也有带专利权属的强化管计算模块，但强化管模块直接应用还存在多方面的问题。HTRI本身的计算程序不能进行二次开发，如何利用Xist模块进行特型管换热工艺计算。本文将以波纹管换热器传热设计说明利用HTRI进行特型管换热器工艺计算。1特型管文献[2]中所列的特型管是在

3、普通换热管（光管）的基础上经过特殊的工艺加工而成的具有特定结构型式的管子。通过对换热管（光管）表面进行改进，提高流体的流动状态，改变流体的流速与方向，破坏层流底层，消除壁面与介质之间的温度梯度，提高管内管外的对流传热系数，大大强化换热器的传热效率，设备经济节能。本文中所述的波纹管一般适用于两侧介质为单相或两相的工况条件。2管壳式换热器数学模型从HTRI的数学模型可以看出，HTRI计算光管的传热系数与压力降的关联式都与特型管有很大的不同。我们可以从这两者之中分析出共性的部分和非共性的部分，通过一种等效处理方法使光管与特型管在计算时

4、形成一定的关联。利用HTRI软件方便进行特型管换热器的传热设计，满足生产工艺需要。2.1HTRI光管内传热数学模型[3]HTRI软件中光管管内传热系数计算公式为：(1)hi为传热系数，Pr为普朗特数，Gx为质量流率，Cp为流体比热容，j为传热因子。2.2波纹管管内传热数学模型文献[4]提供了一种波纹管管内传热系数计算公式为：Nu为努塞尔数，Re为雷诺数，Pr为普朗特数，λ为导热系数2.3HTRI光管管内压降数学模型[3]HTRI软件中光管管内压力降计算公式为：2012年第3期2012年3月化学工程与装备ChemicalEngin

5、eering&Equipment88田朝阳：如何用HTRI进行特型管换热器传热计算(5)f是摩擦因子，L为换热管长度，D为换热管内径，G为质量流率，ρ为介质密度。2.4波纹管管内压力降数学模型文献[4]提供了一种波纹管的管内压力降计算公式为：(6)(7)L为换热管长度、di为换热管内径，Gi为质量流率，ρ为介质密度，Re为雷诺数，φi为管程壁温校正因子。考虑到管程与壳程在数据处理上的方法是一样的，所以本文仅以管程传热与压降数学模型为例。壳程传热与压降数学模型可查阅文献[3]、文献[4]。3模型分析及处理HTRI换热器计算软件虽然

6、没有提供给用户二次开发功能，但在Tubes树型菜单下提供了一个如图1所示FJCurves输入框。用户可以通过输入f因子与j因子来实现各种特型管管内管外传热系数与压力降的计算。从图1上可以看出f因子与j因子有两种输入模式。图1FJCurves输入框第一种模式需输入三种雷诺数下对应的f、j因子。令公式(1)分别与公式(2)、公式(3)、公式(4)相等，计算出相应雷诺数下的j因子。同理，令公式(5)分别与公式(6)、公式(7)相等可以计算出相应雷诺数下的f因子。然后分别输入三个不同雷诺数下对应f因子与j因子，软件自身会根据用户输入自动

7、拟合出需要的数据。第二种模式是直接输入常数a与常数b。由软件根据公式(8)与公式(9)计算出f因子与J因子。(8)(9)令公式(1)分别与公式(2)、公式(3)、公式(4)相等，得出j因子与Re的关系。同理，令公式(5)分别与公式(6)、公式(7)相等，得出f因子与Re的关系。然后分别代入公式(8)与公式(9)，求出aj、bj、af、bf。然后输入到图1对应的栏内，软件会根据输入值自动计算。4设计计算对比考虑到第二种方法数据处理过程中需要进行线性回归，计算过程比较复杂，本文将以第一种方法输入对应雷诺数下的f因子与j因子通过HTR

8、I软件FJCurves计算模块计算进行对比。以文献[4]例题二为例，管程为介质为单相热贫油，质量流量W=26.3889kg/s，管程进出口温度为150/60℃，操作压力P=1.47MPa，结垢热阻r=0.00052m2k/w。壳程为介质为单相冷富油，质量流量W=