传热学第八章幻灯片.ppt

第八章 传热过程与换热器 ※具体而言： ①设计计算： 已知KA、qm1c1 、qm2 c2、t1 、t2 第三节 间壁式换热器的热计算 ※目前，间壁式换热器常用的热计算方法有两种： 已知qm1c1 、qm2c2、t1 、t″1、t2、t″2、Φ中的5个 KA或A ②校核计算： t″2、t″1和Φ ②效能—传热单元数法（ε—NTU法） ①对数平均温差法（LMTD法） 设计计算 校核计算 第八章 传热过程与换热器 对数平均温差法常用于换热器的设计计算，简要步骤如下： 一、对数平均温差法（LMTD法）（P164-165） （1）由热平衡方程式 求出除A以外的2个未知量 第三节 间壁式换热器的热计算 （2）计算对数平均温差 或ψ（△tm）ctf 注意：至少保持ψ＞0.8，否则应改选其他流动形式。 （3）由传热方程式 求出 A（或KA） 第八章 传热过程与换热器 ※说明1：具体步骤中还应包括布置传热面、传热系数K的计算、 两侧流体流动阻力的核算等内容，详见P164-165。 第三节 间壁式换热器的热计算 ※说明2：对数平均温差法也可用来进行校核计算，只是对数平 均温差法在校核计算时需假定流体的出口温度 t″1、 t″2并进行多次试算才能获得可行的结果，而效能— 传热单元数法不需要试算，因此，效能—传热单元数 法用于校核计算似乎更方便。 一、对数平均温差法（LMTD法）（P164-165） 第八章 传热过程与换热器 二、效能—传热单元数法（ε—NTU法） （1）换热器效能ε 1、三个重要参数（P167） 换热器效能ε（又称传热有效度）是指实际传热量Φ与最大可能传热量Φmax之比。 所谓最大可能传热量Φmax是指换热器中可能发生的最大温度降（即热流体和冷流体的进口温度之差）下的传热量。因为只有水当量qmc较小的流体才可能有最大温差，所以 第三节 间壁式换热器的热计算 Φmax=（qmc）min（t1 - t2） 第八章 传热过程与换热器 若实际传热量Φ按水当量较小的流体来计算，则ε可表示为： （1）换热器效能ε 第三节 间壁式换热器的热计算 1、三个重要参数（P167） 若已知ε，实际传热量Φ就可以根据两种流体的进口温度计算： 第八章 传热过程与换热器 ①若qm1c1＞qm2c2，则｜t-t″｜max=t″2-t2 ； 第三节 间壁式换热器的热计算 1、三个重要参数（P167） 式中，｜t-t″｜max代表冷热流体的实际温度差值中的较大者 （1）换热器效能ε ②若qm1c1＜qm2c2，则｜t-t″｜max=t1-t″1。 第八章 传热过程与换热器 （2）传热单元数NTU 传热单元数NTU是KA与两种流体中较小的水当量（qmc）min的比值 第三节 间壁式换热器的热计算 NTU是个无量纲参数，A和K分别反映了换热器的初投资和运行费用，所以NTU是一个反映换热器综合经济技术性能的指标。 NTU表征了换热器换热能力的大小。 1、三个重要参数（P167） 第八章 传热过程与换热器 （3）热容比C 热容比C是指两种流体中较小热容量（qmc）min与较大热容量（qmc）max的比值（ qmc又称为水当量），即 第三节 间壁式换热器的热计算 1、三个重要参数（P167） 第八章 传热过程与换热器 2、ε、NTU和C的函数关系式及其图线（P167-168） 换热器效能ε、传热单元数NTU和热容比C等将共同确定具体换热器的性能。 第三节 间壁式换热器的热计算 二、效能—传热单元数法（ε—NTU法） 只要我们找到了ε=f（C,NTU,换热器型式）的函数关系式 就可以根据K、A、 qm、C 进而利用基本公式 完成校核计算 ε 解出 Φ、t″1 、t″2 解出 第八章 传热过程与换热器 第三节 间壁式换热器的热计算 二、效能—传热单元数法（ε—NTU法） 2、ε、NTU和C的函数关系式及其图线（P167-168） ①当流体之一发生相变（如蒸汽凝结或液体汽化）， 或者冷、热流体热容量相差悬殊时，热容比C→0， 顺流和逆流的ε计算式相同： （1） ε=f（C,NTU）函数关系式：P168表8-1 在应用表8-1时，有几种特殊情况需加以讨论。 第八章 传热过程与换热器 ②逆流时，两流体热容量几乎相等，则C→1，此时ε计算式为： 第三节 间壁式换热器的热计算 二、效能—传热单元数法（ε—NTU法） 2、ε、NTU和C的函数关系式及其图线（P167-168） ③顺流时，两流体热容量几乎相等，则C→1，此时ε计算式为： （1） ε=f（C,NTU）函数关系式：P168表8-1 第八章 传热过程与换热