食品工程原理-第二章 传热.pptVIP

方法：先按纯逆流的情况求得其对数平均温度差Δtm逆，然后再乘以校正系数ψ即 Δtm’=ψ·Δtm逆 校正系数ψ与冷、热两种流体的温度变化有关，是R和P的函数，即 εΔt=f(R，P) 式中 R=(T1-T2)/(t2-t1) = 热流体的温降/冷流体的温升 P=(t2-t1)/ (T1- t1) = 冷流体的温升/两流体的最初温差 根据冷、热流体进、出口的温度，依上式求出R和P值后，校正系数εΔt值可根据R和P两参数从相应的图中查得。一般设计时，要求 ε＞0.9，最小不低于0.8 4 错流和折流时的平均温度差 * * ⑴ 确定流体在换热器中的流动路径，根据传热任务计算传热负荷，确定流体在换热器进、出的温度，选定换热器的形式，计算定性温度，查取流体物性，计算换热器平均温差，根据温度校正系数不小于 0.8 的原则，确定壳程数。 ⑵ 依据总传热系数的经验值，或按生产实际情况选定总传热系数K估值，由传热基本方程估算传热面积S估。参照系列标准选定换热器的基本尺寸，如管径、管长、管数及管子的排列等；若是选用，可在系列标准中选择适当的换热器型号。 ⑶ 计算管程和壳程的压降，根据初选的设备规格，计算管、壳程流体的流速和压力降，检查计算结果是否合理或满足工艺要求，若压力降不符合要求，要调整流速，再确定管程数或折流挡板间距，或选择另一规格的设备，重新计算压力降直至满足要求为止。 ⑷ 计算总传热系数，核算传热面积，计算管、壳程的给热系数α1和α2，确定污垢热阻Rs1和Rs2, 计算总传热系数K计，并计算传热面积S计，比较S估和S计，若S估/S计=1.15～1.25，则初选的设备合适，否则需另设K估值，重复以上步骤。 八、列管换热器的选用和设计的步骤 传热计算主要有两种类型： 设计计算 根据生产要求的热负荷确定换热器的传热面积。 校核计算 计算给定换热器的传热量、流体的温度或流量。 第六节 稳定传热的计算 一、 传热过程中基本问题与传热机理 传热过程中的基本问题可以归结为：　　① 载热体用量计算　　② 传热面积计算　　③ 换热器的结构设计　　④ 提高换热器生产能力的途径。 解决这些问题，主要依靠两个基本关系。 ⑴ 热量衡算 根据能量守恒的概念，若忽略操作过程中的热量损失，则Q热=Q冷， 称为热量衡算式。由这个关系式可以算得载热体的用量。 ⑵ 传热速率 传热速率Q （热流量）：指单位时间内通过传热面的热量称为传热速率，以Q表示，其单位W—(j/s)。 热通量q：单位时间内通过单位传热面的热量，W/m2。q=Q/S 实践证明，传热速率的数值与热流体和冷流体之间的温度差△tm及传热面积S成正比，即： Q=KS△tm　 　　(1-1)　　　 S=nπd L 　　 (1-2) 式 中： Q──传热速率，W；S──传热面积，m2 ；△tm──温度差，℃；K── 传热系数，它表明了传热设备性能的好坏，受换热器的结构性能、流体流动情况、流体的物牲等因素的影响，W/m2· ℃ ； n ──管数； d ──管径，m； L ──管长，m。 将式（1-1）变换成下列形式：　　　　 式中：△tm──传热过程的推动力， ℃ 　　1/K ──传热总阻力（热阻），m2 · ℃/W 两点说明： 单位传热面积的传热速率(热通量)正比于推动力，反比于热阻。因此，提高换热器的传热速率的途径是提高传热推动力和降低热阻。 从式（1-1）可知，如果己知传热量Q，则可在确定K及△tm的基础上算传热面积S，进而确定换热器的各部分尺寸，完成换热器的结构设计。 (1-3) 对间壁式换热器作能量恒算，在忽略热损失的情况下有 式中 Q——换热器的热负荷，kJ/h或w W——流体的质量流量，kg/h H——单位质量流体的焓，kJ/kg 下标c、h分别表示冷流体和热流体，下标1和2表示换热器的进口和出口。 Q=Wh(Hh1-Hh2)=Wc(Hc2-Hc1) 一、热量恒算 若热损失QL不能忽略： Q=Wh(Hh1-Hh2)=Wc(Hc2-Hc1)+QL 若换热器中两流体无相变时，且认为流体的比热不随温度而变，则有 式中 Wh、Wc——热、冷流体的质量流量 cph、 cpc——热、冷流体的平均比热，kJ/（kg·℃ ）