化工原理（上册） 教学课件 作者 钟理伍钦马四朋 主编 上册( 第2 4章) 第四章 第四章 传热（ 第六次课） new.pptVIP

尚辅网 尚辅网 例题 重油加热原油，单程套管，并流，初温分别为243℃和128℃，终温分别为167℃和157℃。 求：改为逆流后两流体的终温以及传热温差 （假设物性及总传热系数均不变，热损失可忽略） 解：依题意，有： 由和比定律，有 即： 与式（1）联解 三、 传热计算中的传热效率法 3.1 传热效率的定义 第六节 换热器 1 换热器的类型 2 列管式换热器的基本型式和设计计算 3 新型的换热器 4 各种间壁式换热器的比较和传热的强化途径 结构特点：将金属管弯绕成各种与容器相适应的 形状，并沉浸在容器内的液体中。 优点：结构简单、价格低廉，能承受高压，可用 耐腐蚀材料制造。 缺点：容器内液体湍动程度低，使得管外对流传 热系数小。 结构：将蛇管成行地固定在钢架上 流程：热流体在管内流动，自最下管进入，由最上管流出。冷水由最上面的淋水管流下，均匀地分布在蛇管上，并沿其两侧逐排流经下面的管子表面，最后流入水槽而排出。 特点：管外形成一层湍动程度较高的液膜，因而管外对流传热系数较大。 优点：换热器构造简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减。较高的流速和严格的逆流利于传热。 缺点：易泄漏、单位管长的换热面积小。 结构特点： 优点：单位体积所具有的传热面积大，结构紧溱、坚固，传热效果好。 缺点：当两流体温差较大，有可能产生热应力引起设备的变形、管子弯曲，甚至管破裂或从管板上松脱。 在高温、高压和大型装置中采用列管式换热器。当两流体的温差超过50℃时。就应采取热补偿的措施。 单程列管式换热器 单程列管式换热器 浮头式换热器 U型管式换热器 尚辅网 尚辅网 尚辅网 传热效率法在换热器校核计算、热能回收利用计算有其独到之处。 R2为冷热流体的热容量流量比 * * 尚辅网 （2）错流、折流传热的平均传热温差 先按逆流算，然后乘以校正系数 尚辅网 对稳定传热过程 式中 A1、A2、Am分别代表热流体侧传热面积、冷流体侧传热面积 和平均传热面积。 Tw、tw分别代表热流体侧和冷流体侧的壁温 h1、h2分别代表热流体侧和冷流体侧的对流传热系数 2 壁温的计算 尚辅网 若管壁很薄，Tw近似等于tw，A1≈A2，则 若h2 ? h1，则 T-Tw ? Tw-t 壁温接近于对流传热系数较大的一侧流体温度。 尚辅网 例 在一由?25×2.5mm钢管构成的废热锅炉中，管内通入高温气体，进口500℃,出口400℃。管外为p=981kN/m2压力（绝压）的水沸腾。已知高温气体对流传热系数a1=250W/ m2·℃，水沸腾的对流传热系数a2=10000 W/ m2·℃。忽略管壁、污垢热阻。试求管内壁平均温度Tw及管外壁平均tw。 解：(a) 总传热系数 以管子内表面积S1为基准 尚辅网 (c)计算单位面积传热量 (d)管壁温度 Q/S1=K1Δtm =242×271=65580W/ m2 T----热流体的平均温度，取进、出口温度的平均值 T=(500+400)/2=450 ℃ 管内壁温度 (b) 平均温度差 在p=981 kN/m2，水的饱和温度为179℃ 尚辅网 管外壁温度 由此题计算结果可知：由于水沸腾对流传热系数很大，热阻很小，则壁温接近于水的温度，即壁温总是接近对流传热系数较大一侧流体的温度。又因管壁热阻很小，所以管壁两的温度比较接近。 尚辅网 尚辅网 代入已知数，得： 尚辅网 尚辅网 尚辅网 （2） （1） 尚辅网 传热效率法又称传热单元法。 尚辅网 qmcp称为流体的热容量流量 尚辅网 3.2 传热单元数 对冷流体： 上式的积分式称为基于冷流体的传热单元数。 热量衡算和传热速率的微分式为 尚辅网 （传热单元数） 可得 尚辅网 3.3 传热效率与传热单元数的关系 可得 尚辅网 尚辅网 推出 尚辅网 由于： 尚辅网 由于 尚辅网 尚辅网 尚辅网 6.1 换热器的分类 按用途分：加热器、冷却器、蒸发器、再沸器、冷凝器等 按传热方式分：间壁式、混合式等 按照换热面的形式，间壁式换热器主要有管式、板式和翅片式3种类型。 6.2 间壁式换热器的类型及选用 尚辅网 沉浸式、喷淋式 、套管式 、列管式 6.2.1 管式换热器 沉浸式换热器 尚辅网 喷淋式换热器 喷淋式换热器也