化工原理第四篇 传热.ppt

4. 辐能流率 圆缺形 圆盘形 多管程：管内流体u???? 加挡板：增大壳程流体的湍动?壳程?? 四、传热过程的强化途径 1. 增大?tm 加热剂T1?或冷却剂t1? 两侧变温，尽量采用逆流 强化传热，可?tm?、A/V?、K? 2. 增大A/V 直接接触传热，可增大A 和湍动程度 3. 增大K 减小壁、污垢及两侧流体热阻中的主要热阻 提高?较小一侧有效 提高?的方法(无相变)： 增大流速——多管程 加扰流元件——壳程加挡板 改变传热面形状和增加粗糙度 五、新型的换热器 （一）平板式换热器 增加刚性；提高湍动程度；增加A；易于液体均匀分布 优点： 结构紧凑 操作灵活 K大 缺点： 耐温、耐压差, 易漏 处理量小 （二）螺旋板式换热器 优点： 结构紧凑 不易结垢,堵塞 K大 保持逆流,?tm大 缺点： 压力,温度不能太高 难以维修 （三）板翅式换热器 优点： 流体湍动程度高，K大； 结构紧凑，单位体积的A较大； 缺点： 易堵塞，清洗困难； 构造复杂 （四）翅片管换热器 增加A，增强管外流体的湍动来提高? 绪论 对稳定传热过程 式中 S1、S2、Sm分别代表热流体侧传热面积、冷流体侧传热面积 和平均传热面积。 Tw、tw分别代表热流体侧和冷流体侧的壁温 α1、α2分别代表热流体侧和冷流体侧的对流传热系数 整理上式可得 4.4.4 壁温的计算 例 在一由?25×2.5mm钢管构成的废热锅炉中，管内通入高温气体，进口500℃,出口400℃。管外为p=981kN/m2压力（绝压）的水沸腾。已知高温气体对流传热系数a1=250W/ m2·℃，水沸腾的对流传热系数a2=10000 W/ m2·℃，钢管λ=45 W/ m·℃ 。忽略污垢热阻。试求管内壁平均温度Tw及管外壁平均tw。 解：(a) 总传热系数 以管子内表面积S1为基准 (c)计算单位面积传热量 ℃ (d)管壁温度 Q/S1=K1Δtm =242×271=65580W/ m2 T——热流体的平均温度，取进、出口温度的平均值 T=(500+400)/2=450 ℃ 管内壁温度 (b) 平均温度差 在p=981 kN/m2，水的饱和温度为179℃ ℃ 管外壁温度 ℃ 由此题计算结果可知：由于水沸腾对流传热系数很大，热阻很小，则壁温接近于水的温度，即壁温总是接近对流传热系数较大一侧流体的温度。又因管壁热阻很小，所以管壁两的温度比较接近。 1. 设计型计算 已知：qm1、T1、T2（生产任务），t1、qm2等 求：传热面积A或校核换热器是否合适 步骤 :（1）计算热负荷； （2）计算?tm； （3）计算?1、?2及K； （4）计算A 若 A实 A计 或 Q换 Q需要， 换热器合适。 传热计算 二、操作型计算 （1）已知：换热器A， qm1、T1， qm2 、t1 求：出口T2、t2 （2）已知：换热器A， qm1、T1， T2 、t1 求：qm2、 t2 注意：列管式换热器中 流通面积 传热面积 一、基本概念 1. 辐射：物体通过电磁波来传递能量的过程。 2. 热辐射：物体由于热的原因以电磁波的形式向 外发射能量的过程。 特点： 能量形式的转换 不需要任何介质 4.5 热 辐 射 —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。 Q? Q? Q? N Q 能量守恒定律： ——吸收率 ——反射率 ——穿透率 3. 物体对热辐射的作用 总能量Q；被物体吸收Q? ；被反射Q? ；穿过物体Q? 黑体： 白体(镜体)： 透热体： 灰体：以相同的吸收率吸收所有波长辐射能的物体 固体、液体： ? =0 ?+? =1 气体： ? =0 ?+? =1 辐射功率，物体在单位时间内发射出的