传热过程分析与换热器热计算.pptx

第九章 传热过程分析与换热器热计算 ;本章的学习目的 分析实际传热问题的能力 综合应用三种基本传热方式及其相关公式的能力 了解换热器的基本知识和设计过程;1 通过平壁的传热;2 通过圆管的传热;3 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。;4 带保温层的圆管传热——临界热绝缘直径 ;可见，确实是有一个极值存在，那么，到底是极大值，还是极小值呢？从热量的基本传递规律可知，应该是极大值。也就是说，do2在do1 ~ dcr之间，?是增加的，当do2大于dcr时， ?降低。;§ 9-2 换热器的型式及平均温差;3 间壁式换热器的主要型式 套管式换热器：最简单的一种间壁式换热器，流体有顺 流和逆流两种，适用于传热量不大或流 体流量不大的情形;(2) 管壳式换热器：最主要的一种间壁式换热器，传热面由管束组成，管子两端固定在管板上，管束与管板再封装在外壳内。两种流体分管程和壳程。;增加管程;进一步增加管程和壳程;(3) 交叉流换热器：间壁式换热器的又一种主要形式。其主要特点是冷热流体呈交叉状流动。交叉流换热器又分管束式、管翅式和板翅式三种。;(4) 板式换热器：由一组几何结构相同的平行薄平板叠加所组成，冷热流体间隔地在每个通道中流动，其特点是拆卸清洗方便，故适用于含有易结垢物的流体。;(5) 螺旋板式换热器：换热表面由两块金属板卷制而成，有点：换热效果好；缺点：密封比较困难。;4 简单顺流及逆流换热器的对数平均温差;以顺流情况为例，并作如下假设：（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：;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);顺流：;其他过程和公式与顺流是完全一样，因此，最终仍然可以 得到： ;顺流和逆流的区别在于： 顺流： 逆流：;5 算术平均温差 平均温差的??一种更为简单的形式是算术平均温差，即;6 其他复杂布置时换热器平均温差的计算;关于?的注意事项 （1）? 值取决于无量纲参数 P和 R;7 各种流动形式的比较;(3) 那么是不是所有的换热器都设计成逆流形式的就最好呢？不是，因为一台换热器的设计要考虑很多因素，而不仅仅是换热的强弱。比如，逆流时冷热流体的最高温度均出现在换热器的同一侧，使得该处的壁温特别高，可能对换热器产生破坏，因此，对于高温换热器，又是需要故意设计成顺流 (4) 对于有相变的换热器，如蒸发器和冷凝器，发生相变的流体温度不变，所以不存在顺流还是逆流的问题。第九章 传热过程分析与换热器热计算 ;本章的学习目的 分析实际传热问题的能力 综合应用三种基本传热方式及其相关公式的能力 了解换热器的基本知识和设计过程;1 通过平壁的传热;2 通过圆管的传热;3 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。;4 带保温层的圆管传热——临界热绝缘直径 ;可见，确实是有一个极值存在，那么，到底是极大值，还是极小值呢？从热量的基本传递规律可知，应该是极大值。也就是说，do2在do1 ~ dcr之间，?是增加的，当do2大于dcr时， ?降低。;§ 9-2 换热器的型式及平均温差;3 间壁式换热器的主要型式 套管式换热器：最简单的一种间壁式换热器，流体有顺 流和逆流两种，适用于传热量不大或流 体流量不大的情形;(2) 管壳式换热器：最主要的一种间壁式换热器，传热面由管束组成，管子两端固定在管板上，管束与管板再封装在外壳内。两种流体分管程和壳程。;增加管程;进一步增加管程和壳程;(3) 交叉流换热器：间壁式换热器的又一种主要形式。其主要特点是冷热流体呈交叉状流动。交叉流换热器又分管束式、管翅式和板翅式三种。;(4) 板式换热器：由一组几何结构相同的平行薄平板叠加所组成，冷热流体间隔地在每个通道中流动，其特点是拆卸清洗方便，故适用于含有易结垢物的流体。;(5) 螺旋板式换热器：换热表面由两块金属板卷制而成，有点：换热效果好；缺点：密封比较困难。;4 简单顺流及逆流换热器的对数平均温差;以顺流情况为例，并作如下假设：（1）冷热流体的质量流量qm2、qm1以及比热容c2,c1是常数；