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三．传热计算 定态传热 1、设计型：求传热面积S 2、操作型：换热调节及换热器校核 已知：S（n，d，L），物性（CP，ρ，μ，λ），污垢热阻RSI，RS0，流量（Wh，WC），冷热流体的进出口温度。 求：当某侧流体的流量或某一进（出）口温度变化，或换热器清洗后，或流动方式改变或两换热器的组合方式改变时，其它参数如何变化？ 第一类：求两个温度 第二类：求物流量或某一温度 例如：冷流体的流量变化不仅会引起热负荷变化，还会引起传热速率式中传热系数和传热推动力的变化，以达到新情况下热负荷与传热速率的平衡。 两种极端情况： 逆流 A α冷α热 ，冷流体流量增大，K值基本上不变。 B 原先的t2-t1很小，即使WC增大，Δtm变化亦很小。 传热速率方程式线性化 热量衡算式 t2=t1+Rh（T1-T2）————b 由a ，b两式联合求解可得出口温度T2，t2。（第一类 ） 对于第二类，由于a式右侧包括待求未知数，乃非线性方程，需试差求解。 3、传热单元数 ——热效率法 将a式左侧分子分母处理后得： 热效率 逆流 　　　 当 R=1时，T1-t2=T2-t1 并流 　当R=1时， 一侧相变时 4、非定态传热 待求函数一般为累计传热量Q或物料温度T与时间的关系。仍使用传热衡算式和传热速率式。 5、辐射传热 黑体、白体、透热体和灰体 斯蒂芬波尔斯曼定律 角系数 测温误差的来源？如何减小测温误差？ 如何减小辐射散热？ 典型例题 ★冷凝冷却器 有一逆流操作的热交换器，用15℃的水冷却过热氨蒸汽，氨气温度为 95℃，流率为 200kg/h，氨气在热交换器中冷却。冷凝液在饱和温度（30℃）下派出。在冷却冷凝过程中，热交换器各界面上氨气与水的温度差最小处不允许小于 5℃。求冷却水用量及水最终出口温度？已知 90℃，0氨气的焓分别为 1647,1467KJ/kg,30℃液氨的焓为 323KJ/kg，水平均比热为 4183J/kg℃。(清华95) ★换热器的操作与调节 ．一套管换热器用 133℃的饱和水蒸汽将管内的氯苯从 33℃加热到 73℃，氯苯流量为 5500Kg/h。现因某种原因，氯苯流量减少到 3300Kg/h，但其进出口温度维持不变，试问此时饱和蒸汽温度应为多少才能满足要求？此时饱和水蒸汽冷凝量为原工况的百分之几？（设两种工况下的蒸汽冷凝热阻，管壁热阻，垢层热阻及热损失均可略，且氯苯在管内作湍流流动，忽略两工况下蒸汽汽化潜热的变化）(华化98/20) ★换热器的串并联问题 某厂现有两台单壳程单管程的列管式空气加热器，每台传热面积为A0=20m2 （管外面积），均由128根 Ф25×2.5mm的钢管组成。壳程为 170℃的饱和水蒸汽冷凝（冷凝潜热为r=2054KJ/kg），凝液不过冷。空气走管程，其入口温度t1 =30℃ ，流量为4500kg/h 假定空气的物性参数不随温度、压力变化，可视为常数，分别为CP=1.005KJ/Kg.K， ρ=1.06Kg/m3 ，μ=20.1×10-3cp ,λ=0.029w/m.k。热损失可略，管内湍流时空气的对流给热系数可用下式计算： Nu=0.02Re0.8 。 若两台换热器并联使用，通过两台换热器的空气流量均等，试求空气的出口温度t2(℃)及水蒸汽的总冷凝量 m1(kg/h) 若两台改为串联使用，试求此时空气的出口温度t2(℃)及水蒸汽的总冷凝量 m1(kg/h)。 （3）试比较并联及串联时传热效率的大小，并求两情况下总传热能力的比值 Q串/ Q并。 解: ★非稳态传热问题 有一带夹套的反应釜，釜内盛有某反应液。反应液的初始温度为 20℃。釜内液体由于剧烈地搅拌可认为温度均一。反应液需加热到 80℃进行反应。 若夹套内通以 120℃的蒸汽加热，已知前 10分钟反应液的温升为 60℃，则反应液由初始温度加热至反应温度需要多少时间？ 若夹套内通以进口温度为 120℃的热流体加热，前 10 分钟反应釜的温升同样为60℃，则反应液由初始温度加热到反应温度需多少时间？（热流体无相变）(华化96/20) 解(1)热流体有相变时 (2)热流体无相变时 第五章蒸发(略) 第六章精馏 主要内容 两组分混合物的汽液平衡 精馏的依据是相对挥发度的差异 相对挥发度为: 理想溶液 气相为理想气体时 泡点方程 露点方程 安托因方程 二.精馏塔的计算 1.描述精馏过程的一般方程: 物料衡算 焓衡算 相平衡方程 传热速率方程 传质速率方程 归一方程 2.简化计算的两个假定: 理论板假定----去除了传热传