传热和换热器优秀课件.pptVIP

式①代入下式得： + + 当 时，同样的推导过程可得： 上面的推导过程得到如下结果，对于顺流： 当 时 上面两个公式合并，可得： * * 第十章 传热和换热器 § 9-1 通过肋壁的传热 传热过程？ 基本计算式(传热方程式)？ 式中：K是传热系数(总传热系数)。对于不同的传热过 程，K的计算公式也不同。 肋壁面积： 稳态下换热情况： A1 A2 Ai 肋面总效率 定义肋化系数： 则传热系数为 所以，只要 就可以起到强化换热的效果。 § 10-2 有复合换热时的传热计算 对流与辐射并存的换热称为复合换热 对流换热密度 辐射换热热流密度 当引入温差 ，用对流换热冷却公式的形式来计算辐射 热流密度时，可把上式写成 称为辐射换热表面传热系数 § 10-3 传热的增强和削弱 1.增强传热的方法 1）扩展传热面 2）改变流动状况 3）使用添加剂改变流体物性 4）改变表面状况 5）改变换热面的形状和大小 6）改变能量传递方式 7）靠外力产生振荡，强化传热 2.削弱传热的方法 1）覆盖热绝缘材料 泡沫热绝缘材料 超细粉末热绝缘材料 真空热绝缘层 2）改变表面状况 改变表面的辐射特性 附加抑制对流元件 § 10-4 换热器的型式及基本构造 换热器的定义：用来使热量从热流体传递到冷流体，以 满足规定的工艺要求的装置 2 换热器的分类： 三种类型换热器简介 3 间壁式换热器的主要型式 套管式换热器：最简单的一种间壁式换热器，流体有顺 流和逆流两种，适用于传热量不大或流 体流量不大的情形 顺流 逆流 (2) 管壳式换热器：最主要的一种间壁式换热器，传热面由管束组成，管子两端固定在管板上，管束与管板再封装在外壳内。两种流体分管程和壳程。 增加管程 进一步增加管程和壳程 (3) 交叉流换热器：间壁式换热器的又一种主要形式。其主要特点是冷热流体呈交叉状流动。交叉流换热器又分管束式、管翅式和板翅式三种。 (c) 板翅式交叉流换热器 (4) 板式换热器：由一组几何结构相同的平行薄平板叠加所组成，冷热流体间隔地在每个通道中流动，其特点是拆卸清洗方便，故适用于含有易结垢物的流体。 单位体积内所包含的换热面积作为衡量换热器紧凑程度的衡量指标，一般将大于700m2/m3的换热器称为紧凑式换热器，板翅式换热器多属于紧凑式，因此，日益受到重视。 (5) 螺旋板式换热器：换热表面由两块金属板卷制而成，有点：换热效果好；缺点：密封比较困难。 传热方程的一般形式： 这个过程对于传热过程是通用的，但是当温差 沿整个壁面不是常数时，比如等壁温条件下的管内对流换热，以及我们现在遇到的换热器等。对于前者我们曾经提到过对数平均温差(LMTD)的公式，但是没有给出推导。下面我们就来看看LMTD的推导过程 dt1 dt2 t1 t2 § 10-5 平均温度差 以顺流情况为例，并作如下假设：（1）冷热流体的质量流量M2、M1以及比热容c2,c1是常数；(2) 传热系数是常数；（3）换热器无散热损失；（4）换热面沿流动方向的导热量可以忽略不计。 要想计算沿整个换热面的平均温差，首先需要知道当地温差随换热面积的变化，即 ，然后再沿整个换热面积进行平均 在前面假设的基础上，并已知冷热流体的进出口温度，现在来看图10-13中微元换热面dA一段的传热。温差为： 在固体微元面dA内，两种流体的换热量为: 对于热流体和冷流体: 可见，当地温差随换热面呈指数变化，则沿整个换热面的平均温差为： (1) (2) (3) (1)+(2)+(3) 对数平均温差 顺流： 逆流时： 过程和公式与顺流是完全一样，因此，最终仍然可以 得到： 顺流和逆流的区别在于： 顺流： 逆流： 或者我们也可以将对数平均温差写成如下统一形式(顺流和逆流都适用) 算术平均温差 平均温差的另一种更为简单的形式是算术平均温差，即 算术平均温差相当于温度呈直线变化的情况，因此，总是大于相同进出口温度下的对数平均温差，当 时，两者的差别小于4％；当 时，两者的差别小于2.3％。 § 9-6 换热器的热计算 换热器热计算分两种情况：设计计算和校核计算 (1)设计计算：设计一个新的换热器，以确定所需的换热面积 校核计算：对已有或已选定了换热面积的换热器，在非设 计工况条件下，核算他能否胜任规定的新任务。 换热器热计算的基本方程式是