化学工程传热学课件总复习-2.pptVIP

在列管换热器中，为提高α，对于无相变对流传热，通常采取如下具体措施： ①在管程，采用多程结构，可使流速成倍增加，流动方向不断改变，从而大大提高了α，但当程数增加时，流动阻力会随之增大，故需全面权衡； ②在壳程，也可采用多程，即装设纵向隔板，但限于制造、安装及维修上的困难，工程上一般不采用多程结构，而广泛采用折流挡板，这样，不仅可以局部提高流体在壳程内的流速，而且迫使流体多次改变流向，从而强化了对流传热。 对于冷凝传热，除了及时排除不凝性气体外，还可以采取一些其他措施，如在管壁上开一些纵向沟槽或装金属网，以阻止液膜的形成。对于沸腾传热，实践证明，设法使表面粗糙化或在液体中加入如乙醇、丙酮等添加剂，均能有效地提高α。 复习 了解列管换热器的选择设计步骤 （1）选择加热剂 和冷却剂 （2）根据设计任务，确定基本数据（包括两流体的流量、进出 口温度、定性温度下的有关物性、操作压力等 （3）确定流体在换热器内的流动通道。 （4）确定并计算热负荷。 （5） 平均温度差的计算。 （6） 根据两流体的温度差和设计要求，确定换热器的形式。 （7）选取总传热系数，并根据传热基本方程初步算出传热面积， 以此作为选择换热器型号的依据，并确定初选换热器的实际换热 面积A实，以及在A实下所需的传热系数K需。 一. 化工生产中常用的加热剂及冷却剂 载热体：为将冷流体加热或热流体冷却，必须用另一种流体供给或取走热量，此流体称为载热体。 冷却剂：起冷却作用的载热体称为冷却剂。 加热剂：起加热作用的载热体称为加热剂 二、确定流体在换热器内的流动通道 P139页 三. 热负荷的确定 1.无相变时热负荷的确定 Q=ms1cp1(T1-T2)=ms2cp2(t2-t1) 2.有相变时热负荷的确定 例如饱和蒸汽冷凝，而冷流体无相变化，则 Q=ms1[r+cp1(Ts-T2)]= ms2 cp2(t2-t1) 3.会求加热剂的用量或冷却剂的用量 四. 平均传热温差的计算 Δt大/Δt小≤2时，工程计算中，可取 两侧变温错流和折流时Δtm 先按逆流计算对数平均温度差Δtm逆，再乘以一个校正系数，即 Δtm＝Δtm逆 式中 ——温度差校正系数，其大小与流体的温度变化有关，一般不宜小于 0.8。 可表示为两参数P和R的函数： ＝f（P，R），根据P和R两参数由图查取 折流过程的 算图 错流过程的 算图 五.列管换热器换热形式的确定 列管换热器各类型结构及其优、缺点 六.选定经验K值，初步估算其面积 A估＝ 【例2-3】 φ50×5mm的不锈钢管，热导率λ1为16W/(m.K)，外包一层石棉， 热导率λ2为0.2W/(m.K)，若内壁温度为350℃，保温层外壁温度为100℃，每米管长的热损失不超过397W/m，试求保温层的厚度。 解：由题给条件知：r1=20mm, r2=25mm, λ1= 16W/(m.K), λ2= 0.2W/(m.K),t1=350℃,t3=100 ℃，Q/L= 397W/m。 载热体输送管道的保温 =2.199 r3=55mm 保温层的厚度为：r3-r2=30mm 课后习题 x/m t2 t1 t/℃ t2 t3 t4 多层平壁稳态导热温度分布 Φ 1. 解：由题给条件知：b1=0.23m, b3=0.23m, λ1= 1.05W/(m.℃), λ2= 0.144W/(m.℃), λ3= 0.94W/(m.℃),t1=1300℃,t4=50 ℃ r1 r2 r3 r4 t1 t2 t3 t4 λ1 λ2 λ3 课后习题 2.解：由题给条件知：r1=27mm, r2=30mm, r3=30+30=60mm, r4=30+30+30=90mm, λ1= 16W/(m. ℃), λ2= 0.04W/(m. ℃), λ3= 0.16W/(m. ℃),t1=-100℃,t4=20℃ 课后习题 6.解: 热负荷:Q= Q冷= ms2cp2(t2-t1) = ×1100×3.8×1000×(60-20)=1393.33kW 求对数平均温度差： 逆流时 热流体温度 127℃ 127℃ 冷流体温度 20℃ 60℃ △t1=107 ℃ △t2=67 ℃ 因为： △