《化工流体流动与传热》第六章换热器.ppt

* * 6.1 换热器的分类与结构形式 第六章 换 热 器 6.2 换热器的传热计算 6.2.1 总传热速率方程 一、总传热速率方程的微分形式 二、传热量的计算 三、总传热系数 冷、热流体通过间壁换热的机理 1.总传热系数的计算 (1)总传热系数计算公式 对流 — 传导 — 对流 对于稳态传热 间壁厚度 三、总传热系数 整理得 根据串联热阻叠加原理 管内对 流热阻 管外对 流热阻 管壁导热热阻 三、总传热系数 得 或 故 三、总传热系数 由 比较得 总传热系 数计算式 同理得 三、总传热系数 通常，总传热系数以外表面为基准 总传热系 数计算式 故 或 总传热热阻 三、总传热系数 设 (2)污垢热阻的影响 换热器在实际操作中，传热表面上常有污垢积存，对传热产生附加热阻— 污垢热阻。 —管壁内侧表面的污垢热阻 —管壁外侧表面的污垢热阻 则 由附录查出 三、总传热系数 或 讨论 若传热壁为平壁 三、总传热系数 若传热壁为薄管壁 若管壁热阻和污垢热阻可忽略 三、总传热系数 管外对流 传热控制 强化传热关键提高外侧对流传热系数 若 管内对流 传热控制 强化传热关键提高内侧对流传热系数 若 三、总传热系数 若 若 管内、外侧对流传热控制 强化传热关键同时提高两侧的对流传热系数 污垢热 阻控制 强化传热关键减慢污垢形成速率或及时清除污垢 三、总传热系数 对已有换热器，可现场测定总传热系数。 2.总传热系数的获取途经 (1)总传热系数的测定 (2)总传热系数的推荐值 由附录查出 注意 设计与所选的管程和壳程流体相一致。 设计与所选的流体性质和状态相一致。 设计与所选的换热器类型相一致。 K 值范围很大，合理选择 K 值。 【例6-1】、【例6-2】自学 6.1 换热器的分类与结构形式 第六章 换 热 器 6.2 换热器的传热计算 6.2.1 总传热速率方程 6.2.2 传热计算方法 一、平均温度差法 1.总传热速率方程的积分形式 由 设 冷、热流体 平均温度差 则 dS 进行传热计算关键计算 — 平均温度差法。 一、平均温度差法 2.平均温度差的计算 对于恒温传热 换热器中间壁两侧的流体均发生相变时，两流体温度可分别保持不变— 恒温传热。 (1)恒温传热的平均温度差 则 一、平均温度差法 对于变温传热 换热器中间壁两侧流体温度发生变化—变温传热。 (2)变温传热的平均温度差 冷、热流体相互流向 逆流 并流 错流 折流 一、平均温度差法 逆流时的温度差变化 热流体 冷流体 ① 逆流和并流的平均温度差 一、平均温度差法 并流时的温度差变化 热流体 冷流体 一、平均温度差法 以逆流为例推导 的表达式 传热为稳态过程。 两流体的定压比热容为常量或可取换热器进、出 口温度下的平均值。 总传热系数 K 为常量。 忽略热损失。 假设 一、平均温度差法 由 故 直线 关系 一、平均温度差法 令 相减得 直线 关系 故 逆流时平均温 度差的推导 一、平均温度差法 由 则 积分 得 一、平均温度差法 则 令 对数平均温度差 则 注意 对逆流和并流均可 适用。 计算时以换热器两端  温度差 中数值较大 者作为 。 若 则 一、平均温度差法 安德伍德(Underwood)－鲍曼(Bowman)法 ② 错流和折流时的平均温度差 温度差校正系数 按逆流计算的对数平均温度差 查图或由 公式计算 一、平均温度差法 对数平均温度差校正系数 （单壳程） 一、平均温度差法 对数平均温度差校正系数 （二壳程） 一、平均温度差法 对数平均温度差校正系数 （三壳程） *