苏州科技学院传热学第10章传热过程与换热器分析.pptVIP

第10章 传热过程与换热器;§ 10-1 传热过程的分析和计算 传热过程基本计算式(传热方程式);1、通过平壁的传热;2 通过圆管的传热;;对外侧面积而言得传热系数的定义式由下式表示：;3 通过肋壁的传热;苏州科技学院传热学第10章传热过程与换热器分析;B、通过肋壁的传热;;定义肋化系数： 则传热系数为 所以，只要 就可以起到强化换热的效果。;例： 一平壁一侧加肋，加肋后面积为A2，肋化系数?=13，肋壁总效率?tot=0.9。壁的厚度?=10mm，材料的导热系数?=50W/(m·K)，相对应的换热系数为h1=200W/(m2 ·K)和h2=10W/(m2 ·K) ，流体温度tf1=75?C和tf2=15 ?C。求以A1为基准，其单位面积的传热量q1，并与不加肋时的传热量q比较。; 4、临界热绝缘直径;管道的散热量为;§ 10-2 复合换热;;例题10-1、10-3 P271-274;§ 10-3 传热的强化与削弱;1、增强传热的方法 ;a、增加流速 增加流速可改变流态，提高紊流强度。;c、采用旋转流动装置 在流道进口装涡流发生器，使流体在一定压力下从切线方向进入管内作剧烈的旋转运动，用涡旋流动以强化传热。 d、采用射流方法喷射传热表面 由于射流撞击壁面，能直接破坏边界层，故能强化换热。它特别适用于强化局部点的传热。;（3）使用添加剂改变流体物性 流体热物性中的导热系数和比热对换热系数的影响较大。在流体内加入一些添加剂可以改变流体的某些热物理性能，达到强化传热的效果。 添加剂可以是固体或液体，它与换热的主流体组成气-固、液-固、汽-液以及液-液混合流动系统。;a、气流中添加少量固体颗粒 固体颗粒提高了流体的容积比热和它的热容量，增强气流的扰动程度，固体颗粒与壁面撞击起到破坏边界层和携带热能的作用，增强了热辐射。;（4）改变表面状况;（5）改变换热面形状和大小 如用小直径管子代替大直径管子，用椭圆管代替圆管的措施而收到提高换热系数的好处。此外，在凝结换热中尽量采用水平管亦是一例。 （6）改变能量传递方式 由于辐射换热与热力学温度4次方成比例，一种在流道中放置“对流-辐射板”的增强传热方法正逐步得到重视。;例题10-4 P280;（7）靠外力产生振荡，强化换热 用机械或电方法使传热面或流体产生振动； 对流体施加声波或超声波，使流体交替地受到压缩和膨胀，以增加脉动； 外加静电场，对流体加以高电压而形成一个非均匀的电场，静电场使传热面附近电介质流体的混合作用加强，强化了对流换热。 ;2、隔热保温技术 绝热技术（隔热保温技术）对于减少热力设备的热损失、节约能源具有显著经济效益。 在新技术领域，绝热技术对于实现某些过程具有特别重大的意义。例如，各种高速飞行器（如航天飞机等）在通过大气层时会产生强烈的气动加热，若无适当的绝热措施，将导致飞行器烧毁。 隔热保温技术涉及到电力、冶金、化工、石油、低温、建筑及航空航天等许多工业部门的过程实施、节约能源、提高经济效益等问题，目前已发展成为传热学应用技术中的一个重要分支。;传热的削弱;§ 10-4 换热器的型式 用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置统称换热器。 分为间壁式、混合式及蓄热式（或称回热式）三大类。 ;1、间壁式换热器的主要型式 ;（2）壳管式换热器 ;壳管式换热器：两种流体分壳程和管程。;增加管程;进一步增加壳程和管程;;2-4型换热器;（3）交叉流换热器 ;苏州科技学院传热学第10章传热过程与换热器分析;（4）板式换热器 ;板四角开圆孔，供流体流动。 流体由一个角的孔流入后，经两板间的流道，由对角线上的圆孔流出，该板的另外两个孔与流道之间用垫片隔断。 冷热流体在相邻的两个流道中逆向流动，进行热交换。;（5）螺旋板式换热器 ;（5）肋片管式换热器 ;按流动方向分类：;按流程分类：; 1. 简单顺、逆流换热器平均温差的计算 在换热器中，热流体沿程放出热量温度不断下降；冷流体沿程吸收热量而温度不断上升。 当利用传热方程式来计算整个传热面上的热流量时，必须使用整个传热面积上的平均温差(又称平均温压)，记为Δtm 传热方程式的一般形式为: Φ=kAΔtm;t;以顺流情况为例，作如下假设： （1）冷、热流体的质量流量m2、m1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。;热流体放出的热量;对数平均温差;对逆流换热过程;t;叉流和混合流 （壳管式换热器与交叉流式换热器）;关于ε的注意事项 （1） ε值取决于无量纲参数 P和 R;3 各种流动形