换热器的传计算-2015.pptVIP

热量衡算方程 热量衡算方程反映了冷、热流体在传热过程中温度变化的相互关系。根据能量守恒原理，在传热过程中，若忽略热损失，单位时间内热流体放出的热量等于冷流体所吸收的热量。 二、总传热速率方程 六、传热的平均温度差 传热单元数法 讨论： （1）单管程改为多管程，壳程增加折流挡板，虽然能提高传热效果，但同时也增大了流动阻力； 换热器中的管子总数不变，总传热面积不变，在封头中设置隔板改造成多管程；每一管程中的管数减小；如下表将单管程改为双管程一些参数的变化情况： 单管程 多管程 总管数 n n 每程管数 n n /2 管内流速 总传热面积 讨论： （2）对一侧有相变的情况，饱和液体沸腾P→0，R→∞；饱和蒸汽冷凝R→0 ；由 －R、P关系图可知， =1 ，其对数平均推动力均按逆流计算，无需进行温差校正； （3）一般 1，当 0.8时，由图可知P的微小变化（t变化引起的）使 急剧变化（特别是下降的情况），导致Δtm大大降低，造成传热操作极不稳定，因此设计换热器时应使之 0.8 ，否则经济上不合理、操作温度略有变动， ↓↓，操作不稳定； 思考：提高 的方法？ 改用多壳程： 单壳程：R=2.0，P=0.3时， =0.86 多壳程：R=2.0，P=0.3时， =0.97 原因: 换热器内出现温度交叉或温度逼近现象。 避免措施: 采用多个换热器串联或采用多壳程结构，换热器个数或所需的壳程数,可用图解法确定。 （4）若蒸汽冷凝于壳程，由于蒸汽本身的对流给热系数很大，所以壳程安装挡板的距离比一般的换热器要大，且挡板间应有冷凝水的排放口。 (5)采用折流和其他复杂流动的目的是为了提高传热系数，其代价是平均温度差相应减小，温度修正系数φ△t是用来表示某种流动型式在给定工况下接近逆流的程度。综合利弊，一般在设计时最好使φ△t ＞0.9，至少不能使φ△t 0.8。否则应另选其他流动型式，以提高 φ△t 。 第五章 传 热 第五节 换热器的传热计算 一、热平衡方程 二、总传热速率方程 三、总传热系数 四、传热面积的计算 五、 壁温的计算 六、传热的平均温度差 七、传热单元数法 ④总传热系数的推荐值一般范围很大，设计时可根据实际情况选取中间的某一数值。若需降低设备费（减小换热面积）可选取较大的值；若需降低操作费（增大换热面积）可选取较小的值。 第五章 传 热 第五节 换热器的传热计算 一、热平衡方程 二、总传热速率方程 三、总传热系数 四、传热面积的计算 套管换热器 以外表面积为基准 以内表面积为基准 内管外径 内管内径 列管换热器 以外表面积为基准 以内表面积为基准 传热管外径 传热管内径 总传热管数 四、传热面积的计算 传热系数K为常数 第五章 传 热 第五节 换热器的传热计算 一、热平衡方程 二、总传热速率方程 三、总传热系数 四、传热面积的计算 五、 壁温的计算 对于稳定传热过程 热流体侧传热面积 冷流体侧传热面积 平均传热面积 五、 壁温的计算 以上关系式表明，当间壁的导热系数很大时，间壁两侧的壁面温度可近似认为相等，而且间壁的温度接近于对流传热系数较大一侧的流体温度。 若已知：管内、外流体的平均温度T、t，忽略管壁热阻 求：壁温tW 方法：试差法 步骤： 假设tW 求管内、外的αi、α0 核算tW 第五章 传 热 第五节 换热器的传热计算 一、热平衡方程 二、总传热速率方程 三、总传热系数 四、传热面积的计算 五、 壁温的计算 六、传热的平均温度差 恒温差传热： 变温差传热： 传热温度差不随位置而变的传热 传热温度差随位置而改变的传热 传热 流动形式 并流 ： 逆流 ： 错流 ： 折流 ： 两流体平行而同向的流动 两流体平行而反向的流动 两流体垂直交叉的流动 一流体只沿一个方向流动，而另一流体反复折流 1.恒温传热时的平均温度差 换热器中间壁两侧的流体均存在相变时，两流体温度可以分别保持不变，这种传热称为恒温传热。 冷流体温度 热流体温度 2.变温传热时的平均温度差 （1）逆流和并流时的平均温度差 逆流 并流 推导平均温度差的表达式时，对传热过程作以下简化假定： ①传热为稳态操作过程； ②两流体的定压比热容均为常量； ③总传热系数为常量； ④忽略热损失。 由热量恒算并结合假定条件①和②，可得 常数 常数 因此， 及 都是直线关系，可分别表示为 上两式相减，可得