Chapter10(Heattransferprocessheatexchangers)总传热系数(Overallheattransfercoefficient)typicalheattransferprocess：FluidsolidwallFluidHeattransferrate:whereA—surfacearea,t—temperaturedifference,K—overallheattransfercoefficient,一、通过平壁的传热(heattransferthroughplanewall)steadyheattransferthroughplanewallsteadyheattransferthroughseriescompositewall二、通过圆筒壁的传热(heattransferthroughcylinder)TotalheatresistanceHeattransferratefofiOverallheattransfercoefficientbasedoutersurfaceareaOverallheattransfercoefficientbasedinnersurfacearea三、通过肋壁的传热(Heattransferthroughfinnedsurface)肋壁传热计算式如图9-3所示，设光壁表面积(内侧)为A为未加肋部分的光壁面积，面积)；肋壁内表面温度为twi温度为tfi的流体接触，表面传热系数为h；肋侧表面温度为two与温度为tfo的流体接触，表面传热系数为h设肋和壁为同一种材料，壁厚δ，导热系数λ稳态时，可以列出下列方程式：fowofowowowiwififowofowo—肋片效率(实际散热量/假设肋片处于肋根温度下的理想散热量)；—肋壁效率肋壁效率(Overallsurfaceefficiencyfinnedsurface)HeattransferratefofififofifofiOverallheattransfercoefficientbasedoutersurfaceareafofofiOverallheattransfercoefficientbasedinnersurfaceareafifofi强化传热(Enhanceheattransfer)由于A是没必要的。因为R，此时再减小R，强化传热效果不显著。例如，制冷系统的冷凝器，两侧表面传热系数相差3-5倍，可采用低肋化系数的螺纹管。蒸汽－空气加热器，两侧表面传热系数相差10倍以上，可选用高肋无肋时增加流体流速必能使传热量增加，但流体阻力也增加，而流体阻力的增加比传热量增加要快，从而限制了流速的大幅度增加，加肋强化传热正常情况下不会带来流体流动阻力的显著增加。肋片应加在热阻大的一侧。减小肋的间距，肋的数量增多，肋壁的表面积相应增大，能使值增大，有利于减小热阻。适当减小肋间距还可强化肋间流体扰动，使表面传热系数h提高。肋间距不应小于热边界层厚度的两倍，以免肋间流体的温度上升，降低了传热温差。调节壁面温度四、固体壁有污垢时的传热(Heattransferthroughfoulingwall)污垢系数(Foulingfactor)：单位面积的污垢热阻称为面污垢系数，又称污垢系数。略去次要热阻：锅炉水冷壁管传热高温烟气(1/h非理想情况系数修正法锅炉烟道中管式空气预热器烟气(1/h)管内灰污系数(rf1)金属管(0)管外灰污系数(rf2)空气理想情况：无灰污非典型工况系数修正法火电厂冷凝器—典型冷凝器的传热系数，即水的流程为2的黄铜管冷凝器在无污垢且冷却水进口温度为35C时的传热系数。选用经验数据汽轮机冷凝器的抽气冷却器，传热系数280-400—分别为烟气加热和空气冷却面积占总传热面积的份额；—传热不稳定性影响修正系数。2.1增强传热的方法一、增强传热的两个途径：加大传热温差和减小传热面的总热阻。加大传热温差温差是传热的驱动力，增大t可使热流量增加。改变流体流程：同样流体进出口温度，逆流时的平均传热温差t最大，所以从传热方面出发应尽量采用逆流式换热器。减小传热面总热阻减小传热面的总热阻可分别从减小导热热阻，对流热阻和辐射热阻着手。减小辐射传热热阻二、增强传热的可行方法增加流速：管内紊流hu0.8；外掠管束hu0.6～0.84气流中添加少量固体颗粒：a.固体颗粒具有较高的体积比热容，来提升了流体的体积比热容；b.增强气流的扰动程度；c.增强热辐射改变换热面形状、大小和位置以小直径管代替大直径管；以椭圆管代替园管；凝结换热尽量采用水平管布置等等。对流体施加声波或超声波，使流体交替地受到压缩或膨胀，以增加脉动；改变能量传递方式在流道中加入“对流－辐射板”，使壁面除原有的对流换热量外，又额外增加了与对流－辐射板之间的辐射换热量。三、增强传热时注意以下两点1、减小最大的热阻效果最好；2、考虑问题要全面。2.2削弱传热一、保温隔热的目的1、减少热损失；2、保证流体温度，满足工业要求；3、保证设备正常运行；4、减少环境热污染，保证可靠的工作环境；5、保证工作人员安全二、对保温隔热材料的要求有最佳密度：使用时，应尽量使其使用密度接近最佳密度；温度稳定性高：在一定温度范围内，物性值稳定吸水、吸湿性小：水分会使材料导热系数大幅度提升。三、最佳保温隔热厚度四、保温与结构为防止水或湿气进入，外加保护层。为减少对环境的辐射散热，外加铝箔或聚酯镀铝薄膜。五、保温隔热效率设备和管道保温隔热前后的散热量(或冷损失量)之差与保温隔热前散热量注意：对于低温、超低温管道和设备的保冷，一般的保温隔热材料不能够满足要求，须采用多层镀铝薄膜和网状玻璃纤维布并抽真空。换热器(Heatexchangers)一、换热器的种类(Heatexchangertypes)间壁式换热器：冷热流体被固体壁隔开，如蒸发器、冷凝器等。混合式换热器：在这种换热器中，两种流体相互混合，依靠非间接接触交换热量。如水和空气非间接接触的冷却水塔。回热式(或蓄热式、再生式)换热器：在这种换热器中，冷热流体交替地与固体壁接触，使固体壁周期地吸热和放热，从而将热流体的热量传给冷流体。如锅炉的再生式空气预热器和燃气轮机的空气预热器。construction)间壁式换热器在工程上应用最广泛，按结构可分为：（1）壳管式换热器(Shell-and-tubeheatexchanger)（2）套管式换热器(Concentrictubeheatexchanger)（3）肋片管式换热器(Finnedtubularheatexchanger)（4）板式换热器(Plateheatexchanger)（5）板翅式换热器(Plate-finheatexchanger)（6）螺旋板式换热器(Spiral-plate heat exchanger)