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返回 北京化工大学化工原理电子课件 4.4 传热过程的计算 4.4.1 总传热系数和总传热速率 4.4.2 热量衡算和传热速率方程间的关系 4.4.3 传热平均温度差 4.4.4 壁温的计算 4.4.5 传热效率～传热单元数法 4.4.6 传热计算示例 4.4.1 总传热系数和总传热速率方程 dA t2 G1，T1 G2，t1 T2 热流体 固体壁面一侧 固体壁面一侧 另一侧 固体壁面另一侧 冷流体 tw Tw 对流 对流 导热 冷流体 热流体 t T Q （3）管内对流 （1）管外对流 （2）管壁热传导 对于稳定传热 式中 K——总传热系数，W/(m2·K)。 讨论： 1．当传热面为平面时，dA=dA1=dA2=dAm 2．以外表面为基准(dA=dA1): 式中 K1——以换热管的外表面为基准的总传热系数； dm——换热管的对数平均直径。 以壁表面为基准： 以内表面为基准： 近似用平壁计算 3．1/K值的物理意义 二、总传热速率方程 式中 K——平均总传热系数； ?tm——平均温度差。 ——总传热速率方程 （1）求K平均值。 （2）热量衡算式与传热速率方程间的关系。 （3）?tm的求解。 三、污垢热阻 式中 R1、R2——传热面两侧的污垢热阻，m2·K/W。 4.4.2 热量衡算和传热速率方程间的关系 无热损失： 热流体 G1, T1,cp1,H1 T2 H2 冷流体 G2, t2,cp2,h1 t2 h2 无相变时 热量衡算： 式中 Q ──热冷流体放出或吸收的热量，J/s； G1,G2──热冷流体的质量流量，kg/s； cp1,cp2 ──热冷流体的比热容， J/(s. ℃) ； h1,h2 ──冷流体的进出口焓，J/kg； H1,H2 ──热流体的进出口焓， J/kg 。 相变时 热量衡算： 式中 r ──热流体的汽化潜热，kJ/kg； TS ──热流体的饱和温度，℃。 传热计算的出发点和核心： 一、恒温传热 二、变温传热 ?tm与流体流向有关 4.4.3. 传热平均温度差 逆流 并流 错流 折流 1、逆流和并流时的?tm t2 t1 T1 T2 t1 t2 T1 T2 t2 t A t1 T2 T1 t2 t A t1 T2 T1 逆流 并流 以逆流为例推导 假设：1）定态传热、定态流动，G1、 G2一定 2）cp1、cp2为常数，为进出口平均温度下的 3）K沿管长不变化。 4）热损失忽略不计。 T2 t1 t2 T1 dT dt dA A t ?t2 ?t1 T t 1）也适用于并流 T2 t1 t2 T1 A ?t2 ?t1 2）较大温差记为?t1，较小温差记为?t2； 3）当?t1/?t22，则可用算术平均值代替 4）当?t1＝?t2 ：逆流时的平均温度差 2、错流、折流时的 4.4.4 壁温的计算 稳态传热 1．?大，即b/?Am小，热阻小，tW=TW 返回 北京化工大学化工原理电子课件