化工第四章传热.pptVIP

第1页，共30页，星期日，2025年，2月5日【例4-2】工业炉的炉壁，由下列三层组成：耐火砖=1.4W/(m·K),b1=225mm保温砖=0.15W/(m·K),b2=115mm保温砖=0.8W/(m·K),b3=225mm今测得其内壁温度为930℃，外壁温度为55℃，求单位面积的热损失。解：由串联热阻的概念W/m2第2页，共30页，星期日，2025年，2月5日【例4-3】在套管换热器中用20℃的冷却水将某溶液从100℃冷却至60℃，溶液流量为1500kg/h，溶液比热为3.5kJ/(kg·℃)，已测得水出口温度为40℃，试分别计算并流与逆流操作时的对数平均温差。若已知并流和逆流时总传热系数K=1000W/(m2·℃)，求并流操作和逆流操作所需的传热面积。平均温差是换热器两端温差的对数平均值，称对数平均温差。并流逆流平均温差计算式相同，两端温差的计算方法不同。第3页，共30页，星期日，2025年，2月5日解：逆流和并流的平均温差分别是：传热负荷为：逆流操作和并流操作时换热器的面积分别是：第4页，共30页，星期日，2025年，2月5日【例4-4】套管换热器外管内径60mm，内管规格φ38×4.0mm，用水将为2500kg/h的某液体有机物从100℃冷却至40℃，水走管内，有机物走环隙，逆流流动，操作温度下，有机物密度860kg/m3,粘度2.8×10-3N.s/m2，比热2.26kJ/(kg.℃)，导热系数0.452W/(m.℃),水的进、出口温度分别为15℃和45℃，热损失忽略不计。试求：(1)水对管内壁的给热系数；(2)有机溶液对管外壁的给热系数；(3)若将水流量增加20%，其他条件不变，重求水对管内壁的给热系数。第5页，共30页，星期日，2025年，2月5日解：⑴水的定性温度：℃，查得ρ2=995.7kg/m3,μ2=0.0008N·s/m2,=0.618W/(m·K)Cp2=4.174kJ/(kg·K)根据热量衡算式求得水流量kg/s管内流速：m/s第6页，共30页，星期日，2025年，2月5日水侧给热系数：W/(m2·K）⑵套管环隙当量直径de=d2-d1=0.060-0.04=0.02mm,环隙流速m/s(过渡流)第7页，共30页，星期日，2025年，2月5日根据过渡流给热系数的计算方法，有故得溶液侧给热系数：⑶水流量增加后的给热系数第8页，共30页，星期日，2025年，2月5日例4-6：某空气加热器，蒸汽在管间冷凝，以加热管内流动的空气，已知空气侧传热系数50W/m2·K，蒸汽冷凝传热系数5000W/m2·K，为强化传热，现（1）将蒸汽给热系数提高1倍，求总传热系数；（2）将空气给热系数提高1倍，求总传热系数。解：计算表明：提高大给热系数，总传热系数基本不变；提高小给热系数1倍，总传热系数提高近1倍。第9页，共30页，星期日，2025年，2月5日【例4-7】在双管程列管式换热器中用0.3MPa(表压)的饱和蒸汽将流量为2000kg/h的某溶液从20℃加热至80℃，溶液走管程，蒸汽走壳程，冷凝水于饱和温度下排出，换热器内装有46根25×2.5mm的管子，已知溶液的比热CP=2.8kJ/(kg·