大学化工原理第四章 传热精选.pptVIP

材料与化学工程系 化学工程教研室 化工原理 传热 */71 §4-7 换热器 ◆流体流速选择——安全性；强化传热；结垢；压降 ◆流体两端温度的确定 加热剂：种类选择、进出口温度选择 冷却剂：种类选择、进口出口温度选择 ◆管子规格和排列方式 管子规格：直径 长度 排列：正三角形、正方形直排、正方形错排、同心圆排列 管间距：胀接法，t=(1.3~1.5)d0,且t(d0+6)；焊接法：t=1.25d0 ◆管程数和壳程数的确定 管程数：1、2、4、6 管程数：m=u/u’ u：适宜流体 u’ ? ?t0.8 材料与化学工程系 化学工程教研室 化工原理 传热 */71 §4-7 换热器 ◆折流挡板 作用 形状：园缺型、园盘型、分流型 我国系列标准规定的挡板间距： 固定管板式：150、300 和 600 mm 三种规格； 浮头式：150、200、300、480 和 600 mm 五种规格。 材料与化学工程系 化学工程教研室 化工原理 传热 */71 §4-7 换热器 ◆外壳直径的确定 正三角形排列： 正方形排列： b’：最外层管的中心与外壳内壁的距离，通常b’=1~1.5d0。 ◆主要附件：管板、封头、分程隔板、导流筒、排气孔、排液孔、接管、阀兰、支座、折流挡板、防冲板、膨胀节等 ◆材料：碳钢、不锈钢、合金钢、铜、铝、石墨、聚四氟乙烯 ◆流体流动阻力的计算 管程流体阻力 壳程流体阻力 材料与化学工程系 化学工程教研室 化工原理 传热 */71 §4-7 换热器 二 列管换热器的选用和设计计算步骤 ◆试算并初步选设备规格 确定流体流径→计算热负荷→ 载热体，确定冷热流体进出口温度→ 计算定性温度→查取物性参数 →选换热器型式→ 平均温度差→ 选K →计算S →根据S选换热器→传热面积S’ ◆校核传热面积 设备→流速→??i、?0→垢阻Rsi、Rs0 → 计算K0 → ?tm → 传热面积S0 → S’/S0=1.05~1.1 ◆校核压降 核算管程、壳程压降→调整参数→压降满足设计要求 材料与化学工程系 化学工程教研室 化工原理 传热 */71 §4-7 换热器 §4-7-3 传热的强化途径 一 增大传热面积 改善结构，提高紧凑性，增大设备单位体积内的传热面积。 二 增大平均温度差 主要取决两流体的温度条件，可变动的范围有限。对两侧变温的过程，可采用逆流操作得到较大的平均温度差。 三 增大总传热系数 提高流速 减小污垢热阻 材料与化学工程系 化学工程教研室 化工原理 传热 */71 复习 一 基本概念 传热基本方式及特点，对流传热、辐射传热；传热速率与热通量；冷热流体的接触方式；载热体、加热剂、冷却剂；温度场、温度梯度、等温面；傅立叶定律、导热系数，接触热阻；传热推动力、热阻；牛顿冷却定律、热边界层、对流传热系数、进口段、保温层的临界直径；热负荷；总传热系数、污垢热阻；平均温度差、逆流、并流、错流、折流、管程数、壳程数、温度差校正系数；传热效率、传热单元长度、传热单元数、最小值流体；自然对流、强制对流、努塞尔准数、普兰特准数、格拉斯霍夫准数；滴状冷凝、膜壮冷凝；大容积沸腾、表面汽化、泡核沸腾、膜状沸腾、沸腾曲线；黑体、镜体、白体、灰体、吸收率、反射率、透过率；辐射能力、辐射系数、单色辐射能力；黑度；克希霍夫定律；总辐射系数、角系数；各种换热器的结构及特点。 材料与化学工程系 化学工程教研室 化工原理 传热 */71 复习 总传热系数： 二 基本公式 热传导： 对流传热系数： 热负荷与热量衡算： 材料与化学工程系 化学工程教研室 化工原理 传热 */71 复习 平均温度差： 传热速率方程： 辐射能力： 辐射传热速率： 材料与化学工程系 化学工程教研室 化工原理 传热 */71 §4-5 传热计算 材料与化学工程系 化学工程教研室 化工原理 传热 */71 §4-5 传热计算 §4-5-1 能量衡算 无相变 热流体： 冷流体： 有相变 热流体： 冷流体： 热量衡算： 范围 基准 材料与化学工程系 化学工程教研室 化工原理 传热 */71 §4-5 传热计算 §4-5-2 总传热速率微分方程和总传热系数 一 总传热速率微分方程 热流体的平均温度 冷流体的平均温度 二 总传热系数 经验数据 生产现场测定 计算 材料与化学工程系 化学工程教研室 化工原理 传热 */71 §4-5 传热计算 ◆总传热系数的经验值范围（列管） 流体种类 总传热系数K W/(m2·K) 水—气体 1