第7章-传热过程分析和计算.pptVIP

第七章 传热过程和换热器;§ 7-1 复合传热和表面传热系数;表面传热系数h，可以通过对流传热系数hc和辐射传热系数hr精确计算，当工程上有时可估算：;在实际计算中是否必须考虑辐射传热，应视具体情况而定。若固体壁面与液体发生对流传热，通常认为液体对红外辐射是不透明的。故hr=0。若气体与固体壁面进行强迫对流传热时，并且温差不大，此时可忽略辐射，并认为h=hc。若气体和壁面进行自然对流传热，或传热温差较大时，则必须考虑辐射传热。;§7-2 传热过程的分析和计算 ;一、通过平壁的传热;二、通过圆筒壁的传热;以外表面面积为基准的传热系数为：（工程用）;三、通过肋壁的传热;式中， 为肋面总效率。;所以，只要 就可以起到强化换热的效果。;四、临界热绝缘半径; 为了计算方便，忽略内侧的对流热阻和管壁的导热热阻，实际上也是可行的。此时的总热阻为：; 不考虑其他参数的变化，仅仅考虑绝热层厚度的变化，当厚度加大时（ro↑），Rλ↑，Rh↓。;根据 ，可解得;§ 7-4 换热器的分类及平均传热温差;间壁式换热器：是指冷热流体被壁面隔开进行换热的热交换器。如暖风机、燃气加热器、冷凝器、蒸发器； 间壁式挨热器种类很多，从构造上主要可分为：管壳式、肋片管式、板式、板翅式、螺旋板式等，其中以前两种用得最为广泛。另外，按流体流动方向可有顺流、逆流、交叉流之分。 ;混合式换热器：冷热流体直接接触，彼此混合进行换热，在热交换同时存在质交换，如空调工程中喷淋冷却塔、蒸汽喷射泵、电厂冷水塔等；;回热式换热器：换热器由蓄热材料构成，并分成两半，冷热流体轮换通过它的一半通道，从而交替式地吸收和放出热量，即热流体流过换热器时，蓄热材料吸收并储蓄热量，温度升高，经过一段时间后切换为冷流体，蓄热材料放出热量加热冷流体。一般用于气体，如锅炉中间转式空气预热器，全热回收式空气调节器等。 ;;二、间壁式换热器的主要形式;二、间壁式换热器的主要形式 ;二、间壁式换热器的主要形式;;进一步增加管程和壳程;;;;;;;第7章-传热过程分析和计算;;;圆环折流板;3、交叉流换热器（ 分管束式、管翅式???板翅式）;第7章-传热过程分析和计算;第7章-传热过程分析和计算;;第7章-传热过程分析和计算;5、螺旋板式换热器;6、热管换热器;二、间壁式换热器的主要形式;换热器分类小结 ;三、平均传热温差;顺流和逆流的区别：;以顺流情况为例，作如下假设： （1）冷热流体的质量流量qm2、qm1以及比热容C2,C1是常数； （2）传热系数是常数； （3）换热器无散热损失； （4）换热面沿流动方向的导热量可以忽略不计。; 在前面假设的基础上，并已知冷热流体的进出口温度，现在来看图9-13中微元换热面dA一段的传热。温差为：;对于热流体:;可见，当地温差随换热面呈指数变化，则沿整个换热面的平均温差为：;(1); 不论顺流还是逆流，对数平均温差可统一用以下计算式表示，Δtmax、 Δtmin指的是同一端的温度差： ;复杂流时换热器平均传热温差;对于其它的叉流式换热器，其传热公式中的平均温度的计算关系式较为复杂，工程上常常采用修正图表来完成其对数平均温差的计算： 由换热器冷热流体的进出口温度，按照逆流方式计算出相应的对数平均温差； 从修正图表由两个无量纲数查出修正系数； 最后得出叉流方式的对数平均温差;1－2、1－4等多流程管壳式换热器的修正系数 ;一次交叉流，两种流体各自都不混合时的修正系数 ;一次交叉流，一种流体混合、一种流体不混合时的修正系数 ;四、平均温差法计算;1、换热器计算的平均温差法 平均温差法用作设计计算时步骤：; 对于校核计算具体计算步骤： 先假设一个流体的出口温度，按热平衡式计算另一个出口温度 根据4个进出口温度求得平均温差Δtm 根据换热器的结构，算出相应工作条件下的总传热系数k 已知k、A和Φ，按传热方程式计算在假设出口温度下的Δtm 根据4个进出口温度，用热平衡式计算另一个 Φ，这个值和上面的 Φ，都是在假设出口温度下得到的，因此，不是真实的换热量 比较两个 ? 值，满足精度要求，则结束，否则，重新假定出口温度，重复(1)~(6)，直至满足精度要求。;2、换热器设计时的综合考虑 换热器设计是综合性的课题，必须考虑出投资，运行费用，安全可靠等诸多因素。 3、换热器的结垢及污垢热阻 污垢增加了热阻，使传热系数减小，这种热阻成为污垢热阻，用Rf表示， 式中：k为有污垢后的换热面的传热系数，k0为洁净换热面的传热系数。;对于两侧均已结垢的管壳式换热器，以管子外表面为计算依据的传热系数可以表示成： 如果管子外壁没有肋化，则肋面总效率?o = 1。 管壳式换热器的部分污垢热阻可以在表9-1种查得。