井筒偏心环空换热实验研究中国石油大学毕业论文

第1章前言摘要油田采油现用主要的井筒伴热方式有闭式循环和开式循环两种。其热力计算都是基于同心管柱环空，而生产安装中由于采油管柱的偏离，往往油套管或安装的用于闭式循环的管柱之间是不同心的，进而会对对流换热系数产生影响。本文根据井筒伴热的方式和原理，综合叙述了所搭建的实验装置的基本结构、原理和测试方法，通过分析一系列的实验数据，探究偏心环空对对流换热系数的影响，其中影响因素包括管内流量大小和不同偏心状态等，受影响参数包括管内压力和对流换热系数，并给出相应的实验结论，最后还分析了和评价了所搭建的实验台的优缺点，并提出了改进建议。关键词偏心环空；对流换热；实验目录第1章前言111井筒开式热载体循环112新型闭式热载体循环工艺2第2章实验装置的搭建421实验器材及型号的选择4211实验器材工具准备4212实验材料和规格选择4213测量方法的选择622实验原理8221开式循环实验原理8222闭式循环实验原理823实验内容9第3章实验数据及处理1131受影响参数与冷流体变化关系11311开式循环11312闭式循环1332受影响参数与热流体变化关系16第1章前言321开式循环16322闭式循环1933实验总结21第4章实验分析与评价22第5章结论23致谢错误未定义书签。参考文献错误未定义书签。第1章前言1第1章前言热载体循环工艺主要依靠稠油的强热敏感性，适用于油层较浅、高凝固点、高粘度稠油油藏。热载体循环工艺的特点工艺原理简单，一次投资大；循环热载体温度应保证产液温度不低于粘温曲线拐点值，防止由于温度太低，粘度突变（可出现对掺入水加热情况；井筒热载体循环工艺是针对稠油依赖于温度的强热敏感性；井筒热载体循环工艺基本不受井深的限制，它除了提高产液的温度外，还可以通过提高井筒中混合液（产液掺入的热载体）的含水量来降低粘度。常用的热载体有热水、水蒸气、导热油等，常用热载体循环方式有以下几种。11井筒开式热载体循环开式循环是指热载体从油套环空进入，在井下某一深度与产出液混合后一起被举升到地面，开式循环又分为正循环和反循环。1开式热载体反循环图11开式热载体反循环开式热载体反循环的井筒结构和流程见图11。该工艺适用于自喷井或游梁抽油机从井管采油的循环。从油管采出的原油和伴生气经过加热炉加热升温后引致分离器，分出一部分脱气原油送回油套环形空间，靠重力流向井底，并与油层中产生的油气在井底混合，再次上升到井口。热载体反循环有效提高了井筒中上部原油的温度，大幅降低了原油的粘度，有效降低抽油机的悬点载荷，改善抽油杆的断脱状况。也可采用分段循环，在循环深度上安装一个封隔器，封隔器上再加装一个单向阀，这样可减轻或消除油套环空液柱作用于油层上的压力。同时也可以同掺稀油并用，即用粘度较低的外来原油加热第1章前言2后作为循环的热油导入油套环空流至井底与从油层进入井筒的稠油相混合。但混合式热载体反循环也存在许多问题循环的热油是通过油套环形空间、油管、油嘴进行循环，它不但占用了油管、油嘴的一部分通过能力，而且影响了油层中产出伴生气的举升能力。其次全井段循环时油套环空的循环热载体液柱的压力直接作用于井底，减少了油层与井底的压差及流入井筒的原油产量。而且地面需分离、加热等工艺，地面设备复杂且影响油井产液量的计量。2开式热载体正循环图12开式热载体正循环开式热流体正循环的井筒结构见图12，循环的热载体从油管进入井筒流向油井深处与产出液混合，经油套环空返回地面，它适用于自喷井或水力活塞泵抽油井。由于热载体处于井筒中心，热损失比反循环小，故加热效果略优于反循环。但使用水力活塞泵的热载体正循环不宜用于开采稠油，因为过高的水力活塞泵的活塞往复运动频率降低了泵效。此外使用水力活塞泵的热载体正循环需要配置一个高压的热流体地面流程，所需的技术要求和费用均较高。近年来随着空心抽油杆的使用，一些油田开始采用空心抽油杆开式热载体正循环热载体由空心抽油杆引入，在某一深度上流出，与从油管采出的原油一同流向井口。这种情况下，油套环空的流体是静止的，起着保温层的作用。但仍然需复杂的地面设备且影响油井产液量的计量。12新型闭式热载体循环工艺通过深入的研究和探索，结合多种热载体加热方式的优缺点，石油开发中心提出一种新型闭式热载体循环工艺见图13。该工艺采用空心抽油杆加内隔热管，在空心抽油第1章前言3杆和隔热内管之间建立热载体循环通道，热载体从隔热管内注入，通过隔热管和抽油杆间环空循环放热后流出；油管和抽油杆间是产出液的流道，保持油套环空。该循环工艺的优势是充分利用循环热载体携带的热量以及油套环空的隔热效果，提高产出液的出口温度，使产出液在井筒中维持较高的温度，达到井筒降粘的目的，是井筒加热采油工艺的一大进步。图13新型热载体闭式循环降粘举升工艺示意图该新型采油工艺的提出，克服了传统热载体循环工艺中的诸多缺陷，不会将热载体液柱压力作用于井底，不需要地面分离设备，不影响油井产液量的计量等优势，且节能效果显著、运行成本低，可替代井筒电加热采油工艺。井筒密闭热载体循环降粘工艺研究的目的在于对稠油组分、油品性质、流变性、粘温关系等进行综合分析的基础上，对比分析前期井筒降粘工艺，根据产液性质、油品性质、含水率等优化闭式热载体循环降粘工艺参数，从而进一步提高系统效率，有效指导油气生产，为形成完善的配套工艺技术提供技术支撑。以密闭热载体循环降粘工艺原理为基础，优选出经济的井筒热载体循环降粘工艺参数，为现场的施工作业提供技术支持。同时将这一过程计算机化，利用计算机的速度快、精度高、能够实现一些较为复杂的数学运算与逻辑判断等特性，实现对密闭热载体循环降粘工艺的分析，提出合理节能措施，从而到达提高油田综合经济效益的目的。最终实现优化结果数字化，数据管理批量化，生产管理科学化。第2章实验装置的搭建4第2章实验装置的搭建21实验器材及型号的选择211实验器材工具准备搭建实验台会用到诸多设备，经过规划考虑，并结合实验室器材储备的实际，应尽量做到充分利用实验室现有器材，不仅能够节约经费，而且使用起来更方便，得心应手。实验室现有器材如下表表21实验室现有器材一览表名称数量规格描述微型循环增压泵112WGR8最大流量20L/MIN，额定流量8L/MIN；最高扬程10M，输入电压220V转子流量计2LZB10测量范围16L/H160L/H（20，H2O）玻璃转子流量计2LZB4测量范围16L/H16L/H（20，H2O）超级恒温数显水浴1HD603B内置循环泵，最大流量120L/H（无扬程）直流电位差计若干UJ60A压力传感器若干PAA23/8465110所测压力为绝对压力，灵敏度1600MA/BAR不锈钢丝编织管若干1/2”1/2”长度不等，内螺纹接口另外还有蛇皮软管、橡胶软管若干米，螺丝刀、钳子、扳手等各种工具一应俱全，另有PPR管熔接器、砂轮机等齐全的加工设备。212实验材料和规格选择在实际的井筒伴热中，井筒壁一般都有较好的隔热保温效果，此次实验的选材主要考虑两个方面，一个方面是保温效果保温效果好的材料可以减少散热损失，提高实验的精确度；另一个方面是加工难易程度实验中需要在设备上连接各种接头、管线和传感器，材料一定要便于自己动手加工和改造。综合这两个方面的考虑，决定采用PPR管材。这种材料保温效果较好，接口丰富，连接和改装都很方便，并且具有一定的韧性和强度，经济性也较好。井筒的内管涉及到换热，材料需要有良好的导热性并具有一定的强度，因此我们决定采用装修用不锈钢管材，这种钢管管壁较薄，导热性好，而且强度较高。以上两种管材规格种类多，选择起来比较方便。第2章实验装置的搭建5以开式循环为例，常用套管规格为7”,隔热油管为21“4，热流体流量约610T/H，依此可以大致做如下估算外侧套管1为1778587MM，内管为2为1143688MM，假设热流体流量1Q为6T/H，温度1T为100，查得其运动粘度1为S/M10950227，密度1为95843KG/M；冷流体混合热流体之后流量2Q为10T/H，温度2T为40，查得其运动粘度2为S/M10657927，密度2为99263KG/M，则有环空当量直径521033114875281772DMM内管雷诺数88623114631000Q4RE11116774653541001029509584361000647环空雷诺数D2222631000Q4RE77523175210310579699263610000147由计算结果可以看出，2000RERE21，说明流动处于稳紊流状态。实验中有一限定因素，即恒温水浴所能提供的热流体最大流量为120L/H，因此实验中管径的选择受这一流量的制约。实际实验中，考虑到有一定的扬程，流量会低于这个数值。假设实验中热流体流量为100L/H，温度也是100，冷流体（混合热流体之后）流量为160L/H，温度为40。为是流动保持为紊流状态（即RE2000），内管管径需要满足MM56210950249586320001000104D7若要与实际流动相同，内管管径需要满足MM681109502495863746531000104D7而市场上管径在5毫米之下的基本没有，因此，结合实际情况，决定内管采用直径为8MM的不锈钢管，这样流体雷诺数为174011000RE169046820003695842950108203R能够满足条件。第2章实验装置的搭建6环空当量直径需要满足MM343105796699263200010001604D7相应的套管直径为MM6529823432DD若要与实际流动相同，内管管径需要满足MM121057966992634133010001604D7相应的套管直径为MM05982122DD结合实际情况，决定采用规格为2028的PPR管材。这样实际环空当量直径为8128822202D实际的雷诺数为200092676981210579699263610001604RE72R满足条件。同样，闭式循环的内管采用直径是8MM的不锈钢管，中间隔管采用直径17MM的不锈钢管，套管采用3544的PPR管材。考虑到搬运等各个方面的因素，所有管子长度都限制在2M以内。设备组装的完毕后测得闭式循环有效换热长度为142M，开式循环有效换热长度为156M。213测量方法的选择实验中需要测量流量、温度和压力三个变量。流量方面，在实验中流量一般作固定值或者有规律的调节变动，实验室现有的转子流量计可以直观的反应出流量的值和实时的变化，能够满足测量要求，而且流量计自带阀门，可以对流量进行细致地调节，因此采用转子流量计来测量流量。这种流量计的缺点是精度较低，如果流量的波动较剧烈，可能会影响测量结果的准确度。温度方面，一般测量方法有温度计测量和热电偶测量两种。在实验中需要测量的是封闭在管道中的流体的温度，而且要有较高的精度。温度计不易放置，精度较低且灵敏度较差，所以采用镍铬考铜热电偶测量。实际装置中直接将热电偶探头的一端埋置与流体进口和出口处，另一端置于冰点，热电势直接由电位差计读出。压力方面，实验室现有U型管压力计和压力传感器两种测量方法。实际操作中压力第2章实验装置的搭建7的变化小，波动快，若用U型管测量，不仅不方便读数，而且压力计示数容易上下浮动给测量结果带来误差，所以流体的压力采用压力传感器来测量，以便于稳定读数，提高测量精度。实验中所用的压力传感器的型号为PAA23/8465110，测量范围为010BAR。压力传感器是将压力转化为相应大小的电流信号输出。压力传感器的针脚图如图21所示。各个针脚都有相应的编号。图21压力传感器针脚图接线时，扁平的GND针脚接地线，另外三个凹型针脚接电源线，具体接法根据传感器外侧标签上的说明来确定。一般情况下针脚3接外部电源的正极，针脚2为传感器信号输出极，针脚1不接线。总的电路图如图22所示。传感器的工作电压为828V，实验中选取的15V电源。电源正极与传感器正极相连，从传感器输出后接一标准电阻（电阻值已知），然后回到电源负极形成一个完整的回路。实验时针对不同压力传感器会输出相应大小的电流。由于电流值较小不易精确测量，所以将其转化为电压值测量。通过测量标准电阻两端电压，根据欧姆定律即可求出回路中的电流值，继而得到相应压力值。图22压力传感器接线图第2章实验装置的搭建822实验原理221开式循环实验原理开式循环的原理图如图23所示。热流体由恒温水浴自带的泵加压，经过转子流量计后进入内管，在下部与由水泵送入的冷流体混合后，在套管环空中自下而上流动，经过混合换热和对流换热后由套管上部的出口回到恒温水浴箱里。流体的出口和入口都埋设有热电偶，便于测量流体温度。套管外壁的两端装有压力传感器，用于测量环空内的压力情况。图23开式循环原理图实验中，流体的流量可以由流量计自带的阀门调节。实验室现有的水泵额定流量过大，因此在水泵的出口处开设一旁路，旁路上设有可调节的阀门，冷流体的流量还可以通过控制泵出口的旁路流量来改变进入环空的流量大小。热流体的温度由恒温浴来维持恒温状态。222闭式循环实验原理闭式循环的原理图如图24所示。第2章实验装置的搭建9图24闭式循环原理图闭式循环的原理和开式循环基本相同，不过闭式循环里面冷热流体不会混合，只通过对流来进行热交换。冷流体经过泵加压后，流经流量计从环空底部进入，自下而上流经环空后从上部出口流出，期间通过内管外壁参与换热。热流体的流道跟开式循环类似，不过期间没有冷流体混入。闭式循环的各个参数测量与开式循环基本相同。23实验内容实验主要是研究偏心环空对对流换热系数的影响，而偏心环空可分两种情况内管两端向同一方向偏移和内管两端向相反方向偏移。实际中也存在介于两者之间的偏心状态，不过考虑到实验设备和仪器的精确程度，决定先针对这两种“极端”情况进行几组实验，以探究对流换热系数随偏心环空变化的趋势。A两端向相反方向偏移B两端向同一方向偏移图25不同偏心状态第2章实验装置的搭建10对流换热系数和流体的压力都与冷热流体的流量都有密切关系，因此实验中要分别测量对流换热系数和压力随冷流体和热流体的流量变化而变化的情况。实验时，首先固定其中一种流体的流量，然后逐渐改变另一种流体的流量，测出一组数据，通过分析数据，并将几种偏心状态作对比，即可得到偏心环空对对流换热系数及压力的影响情况。第3章实验数据及处理11第3章实验数据及处理对于两种循环，实验中针对不同流量、不同温度、不同偏心状态均进行了多组实验。通过偏心环空实验数据与同心环空数据的对比来分析偏心环空对对流换热的影响。31受影响参数与冷流体变化关系311开式循环同心环空情况时所测得的数据如表31。表31开式循环同心环空的测量数据流量/L/H换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部306011214301679481832940153464060138277716759418278601519250601591154168348183805015457606017705171677481835450157967060192452316789418367901578580602060800167790183613015822内管向同侧偏移时所测得的数据如表32。表32开式循环内管向同侧偏移时的测量数据流量/L/H换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部306012228420975871131250155394060142109510134611663401528850601617787100845116634015789606017699971008451166340157897060190432910084511663401578980602032468100845116634015789内管向相反方向偏移时所测得的数据如表33。内管直径8MM外径85MM外管第3章实验数据及处理12表33开式循环内管向相反方向偏移时的测量数据流量/L/H换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部3060119953909934111437801503740601422983099341114629015288506016090570993411148800155396060177006909833911412801578970601906043098339114128015789将上述三种情况中对流换热系数与冷流体的关系绘制在同一坐标系中，如图31。图31开式循环对流换热系数与冷流体流量关系曲线由图31可以看出，开式循环对流换热系数随冷流体流量的增加而增加；偏心环空的两种状态下，两条曲线基本上是重合的。理论上来说，开式循环中冷热流体会混合，对流换热仅仅在冷热流体混合后再通过内管壁与热流体进行热交换来实现，混合换热所占有的比重远远大于对流换热，因此“对流换热系数”也并没有表达出其本身的含义。由于偏心环空的不同偏心状态在开式循环中影响力之小，所以两种偏心状态下关系曲线基本是相同的。第3章实验数据及处理13另外，在冷流体流量为60L/H实验中热流体流量固定为60L/H时，三条曲线基本交于一点。冷流体流量小于60L/H时，偏心环空换热系数大于同心环空；流量大于60L/H时，偏心环空换热系数小于同心环空。可以理解为，在流体低速流动（小流量）时，偏心环空搅乱了冷热流体的混合，降低了换热效果，而在高速（大流量）时，不规则的偏心空间反而阻碍了冷热流体的混合，进而降低了换热效果。将上述三种情况中压力差值与冷流体的关系绘制在同一坐标系中，如图32。图32开式循环压力差值与冷流体流量的关系从图32中可以看出，在冷流体流量小于60L/H时，无论是偏心环空还是同心环空，其环空内压力波动较大，不过仍旧能够对比出同心环空的压降最小，即当流量小于60L/H时，偏心环空对流动产生了一定的阻力。而冷流体流量大于60L/H之后，三者环空内的压力趋于一致和平稳，说明此时偏心环空对于流体压力的的影响相对于流速的影响来说已基本可以忽略。312闭式循环同心环空情况时所测得的数据如表34。表34闭式循环同心环空测量数据流量/L/H对流换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部第3章实验数据及处理1440607308090975871113710137845060834976099090113125014035续表34流量/L/H对流换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部606091534210059411462901403570609810401020981161330140358060102276010435311813701378490601069068106608120393013784100601095473108613122398013784110601123035110869124904014035内管向同侧偏移时所测得的数据如下页表35。表35闭式循环内管向同侧偏移时测量数据流量/L/H对流换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部40607317320953311091160137845060830846095582109366013784606091502709583310961701378470609879860955821096170140358060105466809558210961701403590601102097095331109116013784100601145757095331109366014035110601199913093327109366016040120601218550095081109366014286160601336684087312101347014035内管向相反方向偏移时所测得的数据如下页表36。表36闭式循环内管向相反方向偏移时测量数据流量/L/H对流换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部第3章实验数据及处理1540607395880958331096170137845060835507095833109617013784续表36流量/L/H对流换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部606091482009583310961701378470609779970958331098670140358060103514209590810986701396090601080544095833109867014035100601120384095582109867014286110601146034095582109867014286120601176466092324106610014286140601230918088816103352014536将上述三种情况中对流换热系数与冷流体的关系绘制在同一坐标系中，如图33。从图33中可以看出，闭式环空对流换热系数随冷流体流量的增加而增加；冷流体流量低于70L/H时，偏心环空与同心环空的对流换热系数基本相同，冷流体流量超过70L/H之后，偏心环空与同心环空对对流换热系数的影响开始显现出来，具体表现为图32闭式循环对流换热系数与冷流体流量的关系1偏心环空状态下的对流换热系数要大于同心环空状态下的对流换热系数，即偏心环空相对于同心环空而言增强了对流换热；图33闭式循环对流换热系数与冷流体流量关系曲线第3章实验数据及处理162偏心状态中，内管向同侧方向偏移时对流换热系数要大于内管两端向相反方向偏移时的对流换热系数，即内管向同侧方向偏移时对流换热能力最强。3不同的环空对于对流换热系数的影响在冷流体流量增加时趋于明显，即在一定范围内，冷流体流量越大，不同的偏心状态对对流换热的影响差别越大。将上述三种情况中压力差值与冷流体的关系绘制在同一坐标系中，如图34。图34闭式循环进出口压力差值与冷流体流量的关系从图34可以看出，环空内流体的压力差值随流体流量的变化波动较为明显，但仍能反映出以下几点1压差经过一个波峰之后下降趋势减弱，即环空中两端的进出口的压差在波动中上升，这一点在内管两端相反方向偏移时尤为明显；2随着冷流体流量的增加，环空的各种状态对流体压力差值影响的区别变大，即不同状态下的区别随流量的增加而变的明显；3偏心环空的压力差值比同心环空大，即流体流经偏心环空时压降变大。32受影响参数与热流体变化关系321开式循环同心环空情况时所测得的数据如下页表37。表37开式循环同心环空测量数据流量/L/H换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部第3章实验数据及处理175030114939515898417728001829550401332401157230175275018045续表37流量/L/H换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部505014754860182951715160190475060159592401804516174201929850701679945089567105106015539内管向同侧偏移时所测得的数据如表38。表38开式循环内管向同侧偏移时测量数据流量/L/H换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部50301123967099592114629015037504013114560998421151300152885050147502009984211513001528850601610492101095116634015539内管向相反方向偏移时所测得的数据如表39。表39开式循环内管向相反方向偏移时测量数据流量/L/H换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部5030110546809833911362701528850401312613098840114128015288505014749620988401143780155395060160717309909011462901553950701721956098339114128015789将开式循环上述三种不同偏心状态中对流换热系数与冷流体的关系绘制在同一坐标系中，如下页图35。从图35可以看出，开式循环对流换热系数随热流体流量的增加而增加，开式循环中热流体流量对于换热系数的影响正好与冷流体流量对管热系数的影响相反，即在热流第3章实验数据及处理18体流量小于50L/H时，偏心环空的存在削弱了换热效果，流量越小效果越明显；而热流体流量大于50L/H时，偏心环空的存在加强了换热效果，流量越大效果越明显。图35开式循环对流换热系数与热流体关系曲线将开式循环上述三种不同偏心状态中压力差与冷流体的关系绘制在同一坐标系中，如下页图36。图36开式循环环空内压降与热流体关系曲线从图36中可以看出，在热流体流量小于60L/H时，无论是偏心环空还是同心环空，其环空内压力波动较大，不过仍旧能够对比出同心环空的压降较低，即当流量小于60L/H时，偏心环空对流动产生了一定的阻力。而热流体流量大于60L/H之后，三者环空内的第3章实验数据及处理19压力区域一致和平稳，说明此时偏心环空对于流体压力的的影响相对于流速的影响来说已基本可以忽略。322闭式循环同心环空情况时所测得的数据如表310。表310闭式循环同心环空测量数据流量/L/H对流换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部100306439471123721264070140351004076284611212212615701403510050930679110117124152014035100601093817009996124152014186内管向同侧偏移时所测得的数据如表311。表311闭式循环内管向同侧偏移时测量数据流量/L/H对流换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部1003069333109332710711101378410040867187095582109617014035100501015529095081109116014035100601141014095582109617014035100701260135095582109617014035100801356623095331109366014035内管向同侧偏移时所测得的数据如表312。表312闭式循环内管向相反方向偏移时测量数据流量/L/H对流换热系数W/M2压力/BAR压差/BAR冷流体热流体上部下部100306883720948301091160142861004083570509533110936601403510050985321095331109617014286100601113366095331109617014286第3章实验数据及处理20100701254975095331109617014286100801357906095331109867014536将闭式循环上述三种不同偏心状态中对流换热系数与冷流体的关系绘制在同一坐标系中，如图37。图37闭式循环对流换热系数与热流体流量关系曲线由图37可以看出，在不同热流体流量下，不同环空状态对换热系数产生了较为明显的影响，可归纳为以下几点1对流换热系数随热流体流量的增加而增加；2热流体流量超过70L/H后，两种偏心环空的对流换热系数已经趋于一致，说明在热流体流量较大时，不同情况的偏心环空对对流换热系数的影响区别不大；3热流体流量低于70L/H时，偏心环空的对流换热系数要大于同心环空的对流换热系数；4热流体流量低于70L/H时，相同流量下内管向同侧偏移时对流换热系数最大，说明内管向同侧偏移时换热效果最好。将闭式循环上述三种不同偏心状态中环空流体压降与热流体的关系绘制在同一坐标系中，如下页图38。第3章实验数据及处理21图38闭式循环环空流体压降与热流体关系曲线33实验总结此次实验通过模拟井筒伴热的不同方式，探究了偏心环空对对流换热系数及环空内流体压力的影响，在各个偏心状态的实验中都取得了较为完善的数据，得到了较为满意的结果。实验探究了不同环空状态下对流换热系数的变