化工热力学35-36学实谋.pptVIP

4.4.3 平均温度差法和总传热速率方程; ①传热为稳态操作过程； ②两流体的比热容均为常量(可取为换热器进、出口下的平均值)； ③总传热系数K为常量，即K值不随换热器的管长而变化； ④换热器的热损失可以忽略。; 换热器的间壁两侧流体均有相变化时，例如蒸发器中，饱和蒸气和沸腾液体间的传热就是恒温传热。此时，冷、热流体的温度均不沿管长变化。;1.逆流和并流时的平均温度差; 以逆流为例，推导出计算平均温度差的通式。由热量恒算并结合假定条件①和②，可得 ;因此， 及 都是直线关系，可分别表示为 ;图4-17 逆流时平均温度差的推导;由前述假定③知K为常量，故积分上式可得;对数平均温度差;2.错流和折流时的平均温度差;图4-18 错流和折流示意图 (a)错流 (b)折流;温差校正系数 ; 温度差校正系数φΔt值可根据P和R两因数从图4-19中的相应图中查得。; 值恒小于1，这是由于各种复杂流动中同时存在逆流和并流的缘故。 ;3.流向的选择;(2)并流 若对流体的温度有所限制，如冷流体被加热时不得超过某一温度，或热流体被冷却时不得低于某一温度，则宜采用并流操作。 采用折流或其他流动形式的原因，除了为满足换热器的结构要求外，就是为了提高总传热系数。但是平均温度差较逆流时的低。在选择流向时应综合考虑，φΔt值不宜过低，一般设计时应取φΔt0.9，至少不能低于0.8，否则应另选其他流动形式。;4.4.4 总传热速率方程的应用;一、传热面积的计算; ②若K随温度不呈线性变化时，换热器可分段计算，将每段的K视为常量。 ③若K随温度变化较大时，由传热速率方程和热量衡算的微分形式图解积分法或数值积分法求得。;二、实验测定总传热系数K;三、换热器的操作型计算;4.4.5 传热单元数法;一、传热效率ε; 假设换热器中流体无相变化及热损失可忽略，则换热器的热量衡算式为;最大可能的传热量可用下式表示，; 若冷流体为最小值流体，则传热效率为 ;换热器热平衡方程及总传热速率微分方程 ;对于热流体，同样可写出;对冷流体;令; 温度的量纲为1的函数，反映传热推动力和传热所要求的温度变化。若传热推动力愈大，???要求的温度变化愈小，则所需要的传热单元数愈少。 长度量纲，是传热的热阻和流体流动状况的函数。若总传热系数愈大，即热阻愈小，则传热单元长度愈短，所需传热面积愈小。; 对一定形式的换热器，可推导出传热效率和传热单元数的关系。;若冷流体为最小值流体，则;对于单程逆流换热器，;当两流体的热容流率相等，即 ; ε-NTU法的应用见例4-11和例4-12。 一般说来，换热器的设计型计算宜用平均温度差法，换热器的操作型计算宜用ε-NTU法。;练 习 题 目