换热器的设计1-基本原理.pptVIP

第一章 绪 论 换热器 1. 换热器的分类 按照换热器的工作原理分类 间壁式 混合式（直接接触式） 回热式（蓄热式） 2 换热器设计概述 2.1换热器的合理设计要求 2.2换热器的设计过程 第二章 换热器的传热及阻力计算 2.1 换热器的传热计算的基本参数 2. 效能 – 传热单元数方法 2.3 换热器的流动阻力计算 一、流阻计算的作用： 二、泵送流体流过换热器所需的泵功P： 三、换热器的沿程摩擦阻力 根据换热面的流阻特性,由雷诺数可确定其摩擦因子,然后可计算沿程摩擦阻力 不同流动形式换热器的效能-传热单元数关系具有以下特征： （1）效能一般随传热单元数的增大而增大，且趋于平缓； （2）效能随热容比的减小而增加； （3）逆流换热器的效能始终随传热单元数的增大而增大，而顺流换热器的效能当NTU达到2.5以后曲线就几乎不再向上升，这说明顺流换热器的面积（即NTU值）过分增大没有意义。说明逆流优于顺流。 （3） 换热器热计算的? - NTU 方法 A. 设计计算： 计算步骤： 根据生产任务的要求，给定冷、热流体的质量流量 和4个进、出口温度中的3个，需确定换热器的型式、结构，计算传热系数k、换热面积A、流动阻力及结构强度等。 (a) 根据给定的换热条件，如流体性质、流量、温度和压力范围等，选择换热器类型，布置换热面，计算换热面两侧的表面传热系数 及总传热系数k； (b) 根据给定条件，由式 求出未知的进、出口温度，并求出换热量?； (c) 根据进出口温度求出换热器的效能以及两侧流体的热容比: (d) 根据换热器的结构和流动方式选择相应的函数关系式或图线， 求出NTU值，进而根据 求出换热面积A； (e) 与初选面积比较，若不一致，修改设计方案并重新计算，直到两者基本一致为止; (f) 计算换热器的流动阻力和强度，如果不合适，须改变方案，重新设计。 B. 校核计算： 已知已有换热器的换热面积A、两侧流体的质量流量 、进口温度 等5个参数，须计算热、冷流体的出口温度 和换热量? 。 计算步骤： (a) 先假设热容量较小流体的出口温度，用热平衡方程式求出另一个流体的出口温度； (c) 根据已知传热面积、总传热系数和较小侧热容可直接求出换热器的传热单元数NTU： (e) 由效能直接求出小热容侧流体的出口温度，再由能量守恒关系式得到另一个出口温度； (b) 计算换热面两侧的表面传热系数 ，进而求得传热系数 k ； (d) 根据换热器的结构和流动方式选择相应的函数关系式或图线，求出换热器效能 (e) 与假设的出口温度比较，如果相差较大,再重新假设，重复上述计算，直到满意为止。 (f) 流体的出口温度确定后，就可以用热平衡方程式求出换热量： 对比换热器校核计算的平均温差法和效能－传热单元数法，只要总传系数未给定，迭代计算过程就不可避免。但是? - NTU方法所需迭代次数很少，这正是 ? - NTU方法的优越性。 利用线算图计算虽然方便，但精度较低，因此应尽量应用公式计算。 用温度为60℃、流量为32 t/h 的地热水采暖供热。使用一台1×15/1×15的逆流锯齿型板式换热器。若冷水流量为27 t/h，入口温度为15 ℃，试求换热量和热、冷水的出口温度。 已知换热器的单板片换热面积等于0.193 m2，单通道流通截面积为0.00134 m2，当量直径为0.0096 m，不锈钢板片的厚度为0.8 mm。两侧允许压降均为50 kPa。。对流换热关联式为 摩擦系数关联式： f = 16.8/Re 0.294 5 Nuf = 0.31 Ref0.61 Prf0.3 (0.4)， Ref 1000 60 解：1.平均温差法 假设：（1）常物性； （2）沿程的总传热系数是常量； （3）不计散热损失。 假设冷水侧的出口温度为45 ℃，由热平衡关系式可以得热水的出口温度为 热水的平均温度为51.6 ℃，查物性表得 ?1 = 987.3 kg/m3，?1 = 0.65 W/(m?K)，?1 = 0.