传热第四次课.pptVIP

第二章 传热 一、传热基本方程 二、热负荷 三、平均温度差法 四、总传热系数 二、热负荷的计算 三、传热平均温度差 练 习 在一单壳程、2管程的列管式换热器中，用水冷却热油。冷水在管内流动，进、出口温度分别是20℃和50℃。油的进、出口温度分别是100℃和60℃。失球两流体间的平均温度差。 解：此题为求简单折流时流体的平均温度差，先按逆流计算，即： 而 对单壳程2管程的换热器，经查其?Δt=0.9 所以Δtm= ?ΔtΔt′m=0.9×44.8=40.3℃ 思考题 在传热计算中常用以下几个公式，式中三个温度差有什么区别？ （1）Q=qmhcphΔt热 （2） Q=KAΔtm （3） Q=ɑAΔt 为使换热器结构紧凑合理，实际中多采用错流和折流 错、折流特点 （一）总传热系数的计算 1. 基本公式 式中 Ao、Ai、Am——传热壁的外表面积、内表面积、平均表面积，m2； αi、αo——间壁两侧流体的对流传热膜系数，W/(m2·K)； λ ——固体间壁的导热系数， W/(m·K)； δ ——固体间壁的厚度， m。 总传热系数 若A取Ao，则有 若A取Ai，则有 若A取Am，则有 式中 Ki、Ko、Km——基于Ao、Ai、Am的传热系数，W／(m2·K)。 总传热系数基本公式讨论 污垢热阻： 影响因素主要有流体性质、传热壁面材料、操作条件、清洗周期等 通常污垢热阻比传热壁面的热阻大得多，计算中应加以考虑 污垢热阻通常选用经验值 污垢热阻的影响 换热器传热壁面形成的污垢对传热产生的附加热阻 常见流体的污垢热阻 式中 RS i、RS o——管内、外壁面的污垢热阻，(m2·K) / W。 含有污垢热阻的总传热系数公式 若传热壁面为平壁或薄管壁，则Ao、Ai、Am相等或近似相等，则 总传热系数公式的简化 * * 第三节 传热过程计算 传热计算 设计计算 操作计算 根据生产任务的要求，确定换热器的传热面积及换热器的其它有关尺寸，以便设计或选用换热器。 判断一个换热器能否满足生产任务的要求或预测生产过程中某些参数的变化对换热器传热能力的影响。 依据：总传热速率方程和热量衡算 二、总传热速率方程 通过换热器中任一微元面积的间壁两侧的流体的传热速率方程，可以仿照对流传热速率方程写出： ——总传热速率方程 or 传热基本方程 K——局部总传热系数，W/(m2 ·℃ ) 物理意义：在数值上等于单位传热面积、单位温度差下的传热速率；反映了传热过程的强度及传热总阻力大小。 当取△t和k为整个换热器的平均值时，对于整个换热器，传热基本方程式可写成： 或 K——换热器的平均传热系数，W/(m2·K) ——总传热热阻 注意：其中K必须和所选择的传热面积相对应，选择的传热面积不同，总传热系数的数值不同。 传热基本方程可分别表示为： 式中： Ki、Ko、Km——分别为管内表面积、外表面积和内外侧的平均表面积的传热系数，W/(m2·K) Ai、Ao、Am——换热器管内表面积、外表面积和内外侧的平均面积，m2。 注：工程上大多以外表面积为计算基准，Ko不再加下标“o” 传热速率是换热器的生产能力，由自身性能决定； 热负荷与传热速率的关系： 换热器的传热速率须大于至少等于其热负荷. 换热器在单位时间内冷、热流体所交换的热量 换热器的热负荷 换热器的热负荷： 热负荷是生产上的要求，由生产任务决定； 热量衡算是反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系 对于间壁式换热器，假设换热器绝热良好，热损失可忽略则在单位时间内的换热器中的流体放出的热量等于冷流体吸收的热量。即： ——换热器的热量衡算式 应用：计算换热器的传热量 Qh＝Qc＋QL 式中 Qh——热流体放出的热量，W； Qc——冷流体吸收的热量，W； QL——热损失，W。 2.热负荷的确定 若热损失可以忽略不计，则 式中Q——换热器的热负荷，W。 热负荷的计算 1.热量衡算 Q =Qh＝Qc 3.传热量计算 （1）焓差法 Qh＝Wh（H1－H2） 或 Qc＝Wc（h2－h1） 热负荷的计算 式中 Wh、Wc——热、冷流体的质量流量，kg/s； H1、H2——热流体的进、出口焓，