蒸汽加热机理

流体和固体之间换热率通常不是由对流换热系数直接得出，大致参考值为：

热水的换热系数大约为1000 — 6000 W/(m2°C) [176-1057 Btu/(hr-ft2°F)]

蒸汽的换热系数大约为6000 — 15000 W/(m2°C) [1057 - 2641 Btu/(hr-ft2°F)]

然而，在换热器中，由于换热是通过多种介质进行的，所以换热工艺不能仅仅只考虑对流换热系数。换热通常是以下三种换热机理的结合：

从换热介质换热到换热器的壁面

在换热器中的多层内壁之间的热传递

从换热器的壁面到产品的热传递

因此，换热器总的换热系数（即U值）是三种换热过程的总换热系数的结合，其单位相同，为W/(m2°C)或 Btu/(hr-ft2°F)。

实验数据

不同工况的换热器的U值差异很大，但从实验数据不难看出蒸汽加热的U值一般能达到热水加热的1.7倍左右。以下是A公司将夹套锅的换热介质由热水改为真空蒸汽的例子：

任务: 通过缩短浓缩稀释在化学试剂中的溶剂所需要的时间来提高产量。

分类:精细化工

设备: 玻璃内衬夹套锅 (10m3)

对流换热系数

总换热系数

工艺时间

热水

500 W/m2°C

213 W/m2°C

10小时

真空蒸汽

10000 W/m2°C

356 W/m2°C

7小时

如数据所示，U值增加了1.7倍，显著缩短了生产周期。

有关总换热系数的更详细的计算和公式，请查阅本章节的下一篇内容。