化工原理课件传热过程的计算教程文件.pptVIP

内蒙古工业大学化工原理 内蒙古工业大学化工原理 内蒙古工业大学化工原理 内蒙古工业大学化工原理 例 某气体冷却器传热面积20m2，用其将流量为1.4kg/s的气体从80℃冷却到45℃，冷却水初温为25℃，与气体并流流动。换热器总传热系数为230W/(m2·℃)，气体平均比热为1.0kJ/(kg·℃)，求冷却水用量和出口水温。 对流传热计算示例 内蒙古工业大学化工原理 一、传热效率 最大可能传热速率：换热器中可能发生最大温差 变化的传热速率。 理论上最大的温差： 6.2.5 传热效率～传热单元数法 内蒙古工业大学化工原理 热容流率：Wcp 由热量衡算得最小值流体可获得较大的温度变化 最小值流体： 热容流率最小的流体为最小值流体。 内蒙古工业大学化工原理 若已知传热效率，则： 内蒙古工业大学化工原理 二、传热单元数 传热单元数： 传热单元数的意义：热流体温度的变化相当于 平均温度差的倍数。 Q 0 T1 T2 t1 t2 Δt1 Δt2 内蒙古工业大学化工原理 设换热器的直径为d，长度为L，管数为n，则 同理： 内蒙古工业大学化工原理 三、传热效率与传热单元数的关系 以并流为例。 内蒙古工业大学化工原理 内蒙古工业大学化工原理 内蒙古工业大学化工原理 * 内蒙古工业大学化工原理电子课件 6.2 传热过程的计算 6.2.1 总传热系数和总传热速率 6.2.2 热量衡算和传热速率方程间的关系 6.2.3 传热平均温度差 6.2.4 壁温的计算 6.2.5 传热效率～传热单元数法 6.2.6 传热计算示例 内蒙古工业大学化工原理 6.2.1 总传热系数和总传热速率方程 dS t2 Wh，T1 Wc，t1 T2 一、总传热系数K的计算式 内蒙古工业大学化工原理 热流体 固体壁面一侧 固体壁面一侧 另一侧 固体壁面另一侧 冷流体 tw Tw 对流 对流 导热 冷流体 热流体 t T Q 内蒙古工业大学化工原理 内蒙古工业大学化工原理 式中 K——总传热系数，W/(m2·K)。 内蒙古工业大学化工原理 式中 Ko——以换热管的外表面为基准的总传热系数； dm——换热管的对数平均直径。 内蒙古工业大学化工原理 3．1/K值的物理意义 内蒙古工业大学化工原理 二、总传热速率方程 式中 K——平均总传热系数； ?tm——平均温度差。 ——总传热速率方程 （1）求K平均值。 （2）热量衡算式与传热速率方程间的关系。 （3）?tm的求解。 内蒙古工业大学化工原理 三、污垢热阻 内蒙古工业大学化工原理 6.2.2 热量衡算和传热速率方程间的关系 无热损失： 热流体 Wh, T1,cph,Ih1 T2 Ih2 冷流体 Wc, t2,cpc,Ic1 t2 Ic2 内蒙古工业大学化工原理 无相变时 热量衡算： 式中 Q ──热冷流体放出或吸收的热量，J/s； Wh,Wc──热冷流体的质量流量，kg/s； cph,cpc ──热冷流体的比热容， J/(s. ℃) ； Ic1,Ic2 ──冷流体的进出口焓，J/kg； Ih1,Ih2──热流体的进出口焓， J/kg 。 内蒙古工业大学化工原理 相变时 式中 r ──热流体的汽化潜热，kJ/kg； TS ──热流体的饱和温度，℃。 传热计算的出发点和核心： 内蒙古工业大学化工原理 一、恒温传热 二、变温传热 ?tm与流体流向有关 6.2.3. 传热平均温度差 逆流 并流 错流 折流 内蒙古工业大学化工原理 1、逆流和并流时的?tm t2 t1 T1 T2 t1 t2 T1 T2 t2 t A t1 T2 T1 t2 t A t1 T2 T1 逆流 并流 内蒙古工业大学化工原理 以逆流为例推导 假设：1）定态传热、定态流动， Wh,Wc一定 2） cph,cpc为常数，为进出口平均温度下的 3）K沿管长不变化。 4）热损失忽略不计。 内蒙古工业大学化工原理 吸收热量：dQ=WcCpcdt 放出热量： dQ=-WhCphdT T2 t1 t2 T1 dT dt dS S t ?t2 ?t1 T t 内蒙古工业大学化工原理 用Δt～Q直线的两端点表示其斜率： Q 0 T1 T2 t1 t2 Δt1 Δt2 传热计算基本方程式 内蒙古工业大学