具体步骤如下： ①根据冷、热流体的进、出口温度，算出纯逆流条件下的对数平均温度差⊿t’m。 ②按下式计算因数 R 和 P： 第六十页，共八十五页，2022年，8月28日 4.总传热系数的测定 对于已有的换热器，能够最终靠测定有关数据，如设备的尺寸、流体的流量和温度等，然后由传热基本方程式计算值。显然，这样得到的总传热系数值最为可靠。 第二十八页，共八十五页，2022年，8月28日 5.总传热系数的推荐值 附录二十中列出了管壳式换热器的推荐值，可供设计时参考。 在实际设计计算中，总传热系数一般会用推荐值。这些推荐值是从实践中积累或通过实验测定获得的。 第二十九页，共八十五页，2022年，8月28日 在选用总传热系数的推荐值时，应注意以下几点： ①设计中管程和壳程的流体应与所选的管程和壳程的流体相一致； ②设计中流体的性质（黏度等）和状态（流速等）应与所选的流体性质和状态相一致； ③设计中换热器的类型应与所选的换热器的类型相一致； 第三十页，共八十五页，2022年，8月28日 ④总传热系数的推荐值一般范围很大，设计时可根据真实的情况选取中间的某一数值。若需降低设备费（减小换热面积）可选取较大的值；若需降低操作费（增大换热面积）可选取较小的值。 第三十一页，共八十五页，2022年，8月28日 第五章 传 热 第五节 换热器的传热计算 一、热平衡方程 二、总传热速率方程 三、总传热系数 四、传热面积的计算 第三十二页，共八十五页，2022年，8月28日 套管换热器 以外表面积为基准 以内表面积为基准 内管外径 内管内径 列管换热器 以外表面积为基准 以内表面积为基准 传热管外径 传热管内径 总传热管数 四、传热面积的计算 传热系数K为常数 第三十三页，共八十五页，2022年，8月28日 第五章 传 热 第五节 换热器的传热计算 一、热平衡方程 二、总传热速率方程 三、总传热系数 四、传热面积的计算 五、 壁温的计算 第三十四页，共八十五页，2022年，8月28日 对于稳定传热过程 热流体侧传热面积 冷流体侧传热面积 平均传热面积 五、 壁温的计算 第三十五页，共八十五页，2022年，8月28日 以上关系式表明，当间壁的导热系数很大时，间壁两侧的壁面温度可近似认为相等，而且间壁的温度接近于对流传热系数较大一侧的流体温度。 第三十六页，共八十五页，2022年，8月28日 若已知：管内、外流体的平均温度T、t，忽略管壁热阻 求：壁温tW 方法：试差法 步骤： 假设tW 求管内、外的αi、α0 核算tW 第三十七页，共八十五页，2022年，8月28日 第五章 传 热 第五节 换热器的传热计算 一、热平衡方程 二、总传热速率方程 三、总传热系数 四、传热面积的计算 五、 壁温的计算 六、传热的平均温度差 第三十八页，共八十五页，2022年，8月28日 六、传热的平均温度差 恒温差传热： 变温差传热： 传热温度差不随位置而变的传热 传热温度差随位置而改变的传热 传热 流动形式 并流 ： 逆流 ： 错流 ： 折流 ： 两流体平行而同向的流动 两流体平行而反向的流动 两流体垂直交叉的流动 一流体只沿一个方向流动，而另一流体反复折流 第三十九页，共八十五页，2022年，8月28日 1.恒温传热时的平均温度差 换热器中间壁两侧的流体均存在相变时，两流体温度能分别保持不变，这种传热称为恒温传热。 冷流体温度 热流体温度 第四十页，共八十五页，2022年，8月28日 2.变温传热时的平均温度差 （1）逆流和并流时的平均温度差 逆流 并流 第四十一页，共八十五页，2022年，8月28日 推导平均温度差的表达式时，对传热过程作以下简化假定： ①传热为稳态操作过程； ②两流体的定压比热容均为常量； ③总传热系数为常量； ④忽略热损失。 第四十二页，共八十五页，2022年，8月28日 由热量恒算并结合假定条件①和②，可得 常数 常数 第四十三页，共八十五页，2022年，8月28日 因此， 及 都是直线关系，可分别表示为 上两式相减，可得 也呈直线关系。将上述诸直线中 第四十四页，共八十五页，2022年，8月28日 图5-9 逆流时平均温度差的推导 第四十五页，共八十五页，2022年，8月28日 根据假定条件③，积分上式得 总传热速率方程式 第四十六页，共八十五页，2022年，8月28日 对数平均温度差 逆流和并流时计算平均温度差的通式。 （1）在工程计算中，当 时，可用算术平均温度差（ ）代替对数平均温度差，其误差不超过4%。 第四十七页，共八十五页，2022年，8月28日 讨论 ① Δtm由逆流推导得出，但同样适用于并流 逆流：Δt1 = T1- t2， Δt2= T2 - t1 并流： Δt1 = T1- t1， Δt2= T2 – t2 ② 若max(Δt1 , Δt2)/min (Δt1 , Δt2) 2， 第四十八页，共八十五页，2022年，8月28日 当?t1＝?t2时， 工程计算对于误差4%的情况可接受。 ② 若max(Δt1 , Δt2)/min (Δt1 , Δt2) 2， 第四十九页，共八十五页，2022年，8月28日 ③ 逆流与并流比较 a、当T1、T2及t1、t2均已确定时， Δtm逆Δtm并，若Q 相同，则A逆A并，所以工业换热器一般是采用逆流； b、并流 t2 总是 T2，逆流t2 可以 T2， Q 一定时 若热流体被冷却(T1→T2)，则冷却剂温升(t2 - t1)逆 (t2 - t1)并，冷却剂用量qmc逆 qmc并； 若冷流体被加热(t1→t2)，则加热剂温降(T1-T2)逆(T1-T2)并，加热剂用量qm1逆 qm1并； 结论：逆流比并流优越，故应尽可能采用逆流操作。但对热敏性物料的加热并流操作可避免出口温度t2过高而影响产品质量。此外，传热的好坏，除Δtm的大小外，还应考虑影响K的多种因素及换热器结构方面的问题。 第五十页，共八十五页，2022年，8月28日 对只有一侧流体变温的情况，则无逆流和并流之分 饱和蒸汽（热流体）冷凝，冷流体无相变 T1 T2 t2 t1 并流 T1 T2 t2 t1 逆流 第五十一页，共八十五页，2022年，8月28日 热流体无相变，饱和液体（冷流体）沸腾 T1 T2 t2 t1 并流 T1 T2 t2 t1 逆流 第五十二页，共八十五页，2022年，8月28日 例：在一单壳单管程无折流挡板的列管式换热器中，用冷却水将热流体由100℃冷却至40℃，冷却水进口温度15℃，出口温度30℃，试求在这种温度条件下，逆流和并流的平均温度差。 第五十三页，共八十五页，2022年，8月28日 解 ： 逆流时： 热流体： 冷流体： 70 25 并流时： 热流体 ： 冷流体 ： 85 10 第五十四页，共八十五页，2022年，8月28日 可见：在冷、热流体初、终温度相同的条件下，逆流的平均温度差大。 第五十五页，共八十五页，2022年，8月28日 2）复杂流动Δtm的计算 基本概念： 管程：流体在换热器管内流动 壳程：管束与换热器壳体之间的空隙 流体通过换热器时只流过一个管程，称为单管程；若依次流过多个管程，称为多管程；单壳程、多壳程的概念与之类似，多壳程换热器相当于多台换热器串联。 单管程单壳程 第五十六页，共八十五页，2022年，8月28日 错流和折流时的平均温度差 单管程，多管程 单壳程，多壳程 第五十七页，共八十五页，2022年，8月28日 图5-10 错流和折流示意图 第五十八页，共八十五页，2022年，8月28日 温差校正系数 安德伍德（Underwood）和鲍曼（Bowman）图算法 先按逆流计算对数平均温度差，然后再乘以考虑流动方向的校正因素。即 第五十九页，共八十五页，2022年，8月28日 第一页，共八十五页，2022年，8月28日 热量衡算方程 热量衡算方程反映了冷、热流体在传热过程中气温变化的相互关系。根据能量守恒原理，在传热过程中，若忽略热损失，单位时间内热流体放出的热量等于冷流体所吸收的热量。 图为一稳态逆流操作的套管式换热器，热流体走管内，冷流体走环隙。 图 套管换热器中的传热过程 第二页，共八十五页，2022年，8月28日 假设换热器绝热良好，热损失可忽略不计，则在单位时间内换热器中热流体放出的热量必等于冷流体吸收的热量。 对于整个换热器，其热量衡算式为 热平衡方程 式中 Q为整个换热器的传热速率，或称为换热器的热负荷，W；I表示单位质量流体焓值，kJ/kg；下标1和2分别表示流体的进口和出口。 第三页，共八十五页，2022年，8月28日 若换热器中两流体均无相变，且流体的定压比热容不随气温变化或可取流体平均温度下的值， 若换热器中流体有相变，例如饱和蒸气冷凝 第四页，共八十五页，2022年，8月28日 若换热器中流体有相变，例如饱和蒸气冷凝，且冷凝液在低于饱和温度下离开换热器 第五页，共八十五页，2022年，8月28日 第五章 传 热 第五节 换热器的传热计算 一、热平衡方程 二、总传热速率方程 第六页，共八十五页，2022年，8月28日 二、总传热速率方程 通过换热器中任一微元面积的间壁两侧的流体的传热速率方程，可以仿照对流传热速率方程写出： ——总传热速率微分方程 or 传热基本方程 K——局部总传热系数，（w/m2℃） 物理意义：在数值上等于单位传热面积、单位温度差下的传热速率。 第七页，共八十五页，2022年，8月28日 当取△t和K为整个换热器的平均值时，对于整个换热器，传热基本方程式可写成： 或 K——换热器的平均传热系数，W/m2·K ——总传热热阻 注意：其中K必须和所选择的传热面积相对应，选择的传热面积不同，总传热系数的数值不同。 第八页，共八十五页，2022年，8月28日 传热基本方程可分别表示为： 式中： Ki、Ko、Km——分别为管内表面积、外表面积和内外侧的平均表面积的传热系数，W/m2·K Si、So、Sm——换热器管内表面积、外表面积和内外侧的平均面积，m2。 注：工程上大多以外表面积为计算基准，Ko不再加下标“o” 第九页，共八十五页，2022年，8月28日 第五章 传 热 第五节 换热器的传热计算 一、热平衡方程 二、总传热速率方程 三、总传热系数 第十页，共八十五页，2022年，8月28日 三、总传热系数 总传热系数K 表示单位传热面积，冷、热流体单位传热温差下的传热速率，它反映了传热过程的强度。 K 是评价换热器性能的一个重要参数，也是对换热器进行传热计算的依据。K 的数值取决于流体的物性、传热过程的操作条件及换热器的类型等， 1、总传热系数K的来源 生产实际的经验数据 （可通过计算、实验测定或查阅相关手册得到） 实验测定 分析计算 第十一页，共八十五页，2022年，8月28日 2、传热系数K的计算 流体通过管壁的传热包括： 1) 热流体在流动过程中把热量传递给管壁的对流传热 2) 通过管壁的热传导 3) 管壁与流动中的冷流体的对流传热 第十二页，共八十五页，2022年，8月28日 间壁换热器总传热速率为： 第十三页，共八十五页，2022年，8月28日 利用串联热阻叠加原则： 若以外表面为基准 第十四页，共八十五页，2022年，8月28日 ——基于外表面积总传热系数计算公式 同理： 第十五页，共八十五页，2022年，8月28日 显然有 管内径 管外径 平均管径 工程上大多以外表面积为基准，故后面讨论中，除非特别说明，都是基于外表面积的总传热系数。 第十六页，共八十五页，2022年，8月28日 3、污垢热阻 在计算传热系数K值时，污垢热阻一般不可忽视，污垢热阻的大小与流体的性质、流速、温度、设备结构和运行时间等因素相关。 若管壁内侧表面上的污垢热阻分别用Rsi和Rs0表示，根据串联热阻叠加原则， 第十七页，共八十五页，2022年，8月28日 管壁外表面污垢热阻 管壁内表面污垢热阻 总传热系数计算式 第十八页，共八十五页，2022年，8月28日 提高总传热系数途径的分析 总热阻=管内热阻+管内垢阻+壁阻+管外垢阻+管外热阻 壁阻 总热阻 管内热阻 管内垢阻 管外垢阻 管外热阻 第十九页，共八十五页，2022年，8月28日 若传热面为平壁或薄管壁 当管壁热阻和污垢热阻均可忽略时 若 管壁外侧对流传热控制 第二十页，共八十五页，2022年，8月28日 若 管壁内侧对流传热控制 若 管壁内、外侧对流传热控制 相当 若管壁两侧对流传热热阻很小，而污垢热阻很大。 污垢热阻控制 第二十一页，共八十五页，2022年，8月28日 欲提高 值，强化传热，最有效的办法是减小控制热阻。 值总是接近且永远小于 中的小者。 当两侧对流传热系数相差较大时， 近似等于 中小者。 第二十二页，共八十五页，2022年，8月28日 K 与αi、α0、λ、di、d0、Rsi、Rso等参数有关，即与间壁结构、流体性质、两侧流体的流动状况有关。 提高K值，重点是提高对流传热系数较小一侧的α。 两侧的α相差不大时，则必须同时提高两侧的α，才能提高K 值。 污垢热阻为控制因素时，则必须设法减慢污垢形成速率或及时清除污垢。 第二十三页，共八十五页，2022年，8月28日 例：有一列管换热器，由φ25×2.5的钢管组成。CO2在管内流动，冷却水在管外流动。已知管外的α1=2500W/m2·K，管内的α2= 50W/m2·K 。 （1）试求传热系数K； （2）若α1增大一倍，其它条件与前相同，求传热系数增大的百分率； （3）若增大一倍，其它条件与（1）相同，求传热系数增大的百分率。 第二十四页，共八十五页，2022年，8月28日 解： （1）求以外表面积为基准时的传热系数 取钢管的导热系数λ=45W/m·K， 冷却水测的污垢热阻Rs1=0.58×10-3 m2·K/W CO2侧污垢热阻Rs2=0.5×10-3 m2·K/W 则： 第二十五页，共八十五页，2022年，8月28日 (2)α1增大一倍，即α1 =5000W/m2·K时的传热系数K’ 第二十六页，共八十五页，2022年，8月28日 K值增加的百分率 （3）α2增大一倍，即α2 =100W/m2·K时的传热系数 K值增加的百分率 第二十七页，共八十五页，2022年，8月28日

  白介素-6（IL-6）测定试剂盒（荧光免疫层析法）产品技术要求注册模板.pdf

  专题04 解三角形（中线问题）(典型例题+题型归类练)（解析版）.docx

  原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者