导言

原油换热器在石油工业中广泛应用，用于油品加热或冷却。换热器的传热系数是衡量其传热效率的关键指标。对于粘度较大、清洁度较差的油品，传热系数的估计变得更为复杂。将介绍一种估计此类油品在换热器中的传热系数的方法。

油品性质对传热系数的影响

粘度和清洁度是影响原油传热系数的重要因素。

• 粘度：粘度较大的油品流动阻力较大，形成的边界层较厚，不利于热传导。粘度越大的油品，传热系数越低。



• 清洁度：油品中的杂质会沉积在换热器表面，形成污垢层，阻碍热传导。污垢层的厚度和导热系数与油品的清洁度密切相关。清洁度较差的油品形成的污垢层更厚，传热系数也更低。

估计方法

对于粘度较大、清洁度较差的原油，可采用以下方法估计传热系数：

• 污垢热阻：污垢层的热阻可按如下公式估计：

R_f = (1 / h_i) + (L_w / k_w) + (1 / h_o)

其中：

R_f 为污垢热阻（K·m²/W）

h_i 为内侧换热系数（W/m²·K）

L_w 为污垢层厚度（m）

k_w 为污垢导热系数（W/m·K）

h_o 为外侧换热系数（W/m²·K）

污垢层厚度和导热系数可通过实验或经验数据获得。

• 油品对流换热系数：可采用Dittus-Boelter方程或Petukhov方程等对流换热相关式计算油品的对流换热系数。
• 综合传热系数：污垢热阻与油品对流换热系数串联，可得到综合传热系数：

U = 1 / (R_f + 1 / h_i + 1 / h_o)

其中：U 为综合传热系数（W/m²·K）

影响因素

影响传热系数的因素除了油品粘度和清洁度外，还包括：

• 换热器类型：不同类型的换热器（如管壳式换热器、板式换热器等）具有不同的传热特性。
• 流体流速：流速较高时，流体的湍流程度增强，有利于热传导。
• 管壁厚度：管壁较厚时，热传导阻力较大，传热系数较低。
• 传热面积：传热面积越大，热量交换量越大，传热系数也越高。

应用

该方法可用于原油换热器的传热系数估计，为换热器设计和优化提供依据。通过准确估计传热系数，可以提高换热效率，降低能耗，延长设备使用寿命。

对于粘度较大、清洁度较差的原油，传热系数的估计需要考虑污垢层的热阻影响。介绍的方法可以有效地估计此类油品的传热系数，具有较高的实用价值和指导意义。