食品工程原理传热3.pptVIP

混合式换热器常用于蒸汽的冷凝或气体的冷却器，有时兼作除尘器以及增湿或减湿之用。 1、喷射式冷凝器 用逐渐收缩的锥形喷嘴将水或其他液体冷却剂喷射，致使产生一定的真空度，使得水蒸气吸入，经导向板进入混和室，使其冷却。适用于真空系统中水蒸气的排除。 2、填料式冷却器 冷水从上部喷淋，与上升的蒸汽在填料层内接触，从而发生传热和传质。 3、孔板式冷凝器 二、混合式换热器 1、段辐射能 物质受热激发起原子的复杂运动，进而向外以电磁波的形式发射并传播的能量。接受这种电磁波的物体又将吸收的辐射能转变成热能。 —10-10—1010— 1 102 104 106 10-4 10-2 10-6 γ射线 无线电波 微波 X射线 紫外 热射线 红外 能被物体吸收而转变成热能的辐射线称作热射线。 2、电磁波的波长范围及热射线 第七节 热辐射一、基本慨念 3、吸收率 A，反射率 R 和透过率 D （Absorption,Reflection and Diaphaneity ) 4、黑体、白体和透体 黑体 A=1 白体 R=1 透体 D=1 根据能量守恒定律： 当管壁热阻和污垢热阻可忽略时，则可简化为 若αo αi，则有 总热阻是由热阻大的那一侧的对流传热所控制，即当两个对流传热系数相差不大时，欲提高K值，关键在于提高对流传热系数较小一侧的α。 若两侧的α相差不大时，则必须同时提高两侧的α，才能提高K值。 若污垢热阻为控制因素，则必须设法减慢污垢形成速率或及时清除污垢。 由上可知： 例 一列管式换热器，由?25×2.5mm的钢管组成。管内为CO2，流量为6000kg/h，由55℃冷却到30℃。管外为冷却水，流量为2700kg/h，进口温度为20℃。CO2与冷却水呈逆流流动。已知水侧的对流传热系数为3000W/m2·K，CO2 侧的对流传热系数为40 W/m2·K 。试求总传热系数K，分别用内表面积A1，外表面积A2表示。 解：查钢的导热系数λ=45W/m·K 取CO2侧污垢热阻Ra1=0.53×10-3m2·K/W 取水侧污垢热阻Ra2=0.21×10-3m2·K/W 以内、外表面计时，内、外表面分别用下标1、2表示。 两种流体进行热交换时，在沿传热壁面的不同位置上，在任何时间两种流体的温度皆不变化，这种传热称为稳定的恒温传热。如蒸发器中，饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。 Δt=T-t 式中 T——热流体的温度℃； t——冷流体的温度℃。 三、传热平均温度差的计算 按照参与热交换的两种流体在沿着换热器壁面流动时各点温度变化的情况，可将传热分为恒温传热与变温传热两类。  1 恒温传热 在传热过程中，间壁一侧或两侧的流体沿着传热壁面，在不同位置时温度不同，但各点的温度皆不随时间而变化，即为稳定的变温传热过程。该过程又可分为下列两种情况： (1) 间壁一侧流体恒温另一侧流体变温，如用蒸汽加热另一流体以及用热流体来加热另一种在较低温度下进行沸腾的液体 。 (2) 间壁两侧流体皆发生温度变化，这时参与换热的两种流体沿着传热两侧流动，其流动方式不同，平均温度差亦不同。即平均温度差与两种流体的流向有关。生产上换热器内流体流动方向大致可分为下列四种情况。 2 变温传热 并流 参与换热的两种流体在传热面的两侧分别以相同的方向流动。 生产上换热器内流体流动方向大致可分为下列四种情况： 逆流 参与换热的两种流体在传热面的两侧分别以相对的方向流动。 错流 参与换热的两种流体在传热面的两侧彼此呈垂直方向流动。 ? 折流 简单折流：一侧流体只沿一个方向流动，而另一侧的流体作折流，使两侧流体间有并流与逆流的交替存在。 复杂折流：参与热交换的双方流体均作折流。 T2 T1 t1 t2 T1 T2 t1 t2 图 两侧流体变温时的温度变化 并流 逆流 错流 折流 1 2 1 2 1 2 1 2 图 换热器中流体流向示意图 假设： 传热为稳定操作过程。 两流体的比热为常量。 总传热系数为常量（K不随换热器的管长而变化）。 换热器的热损失可忽略。 以逆流为例：热量衡算微分方程为 dQ= -Wh cphdT= Wc cpcdt 根据假定，则有 3 逆流和并流时的平均温度差 Q~T和Q~t为直线关系，即 T=mQ+k t=m?Q+k? Δt=T-t=(m-m?)Q+(k-k?) 温度 T1