重庆大学热质交换原理与设备(总复习)课件.ppt

肋化系数 表冷器的传热系数（湿工况） 对肋管式换热器，其传热系数（干工况）表示如下： 干工况 肋化系数（肋壁总面积/光管面积） 肋壁总效率 肋化侧 肋化侧换热系数 光管侧换热系数 光管侧 因为 所以 因为 外表面换热系数 干工况 湿工况 干工况 肋化侧 ？？？ 所以可以认为湿工况下，空气侧换热系数比干工况高 倍 湿工况下表冷器传热系数可以改写为： 增大的倍数 其他条件不变 表冷器的热工计算（湿工况） （1）表冷器的热交换效率（效能） 定义 t1、t2空气处理前后的温度，tw1水初温 空气热容（干、湿工况下有差异） 空气温度下降dt放出的总热量（湿工况下） 热容比： 传热单元数： 析湿系数 Ks湿工况 按dt前的整体考虑 视为逆流，所以表冷器热交换效率可写为： 与设备相关的量 t （2）表冷器的接触系数 接触系数的定义式为： t3理想情况下（时间无限）空气饱和温度 空气状态 5 4 6 7 平行线等比例定理 也可写为： 234与135相似 264与175相似 表冷器能量分析 在dA上空气放热（空气） 表冷器吸热（表冷器） 所以 = 表冷器液膜表层空气焓近似不变 因为 所以 与设备和风速相关的量 = (2)表冷器设备的 等于空气处理的 表冷器计算的原则 (1) 表冷器设备的 等于空气处理的 (3)表冷器设备吸收能量等于空气释放的能量 分析思路： 空气初终状态已知， 值可求（空气）， 初选设备 调整迎面风速、迎风面积，使符合设备选型，选型后的设备的 要符合空气的 (细化参数，进一步确定) 求设备的Ks，补充水的流速（0.8-2m/s）。 求NTU（KsA） 水初温 水出口温度（能量平衡） 水阻力，空气阻力（风速，水侧流速）。 对于平壁，考虑其两侧的污垢热阻后， 由于两侧面积相同，可以串连成一个热阻 类似的将管子污垢热阻包括进去之后 内表面单位面积的污垢热阻 单位长度 外表面单位面积的污垢热阻 单位长度 与 类比理解 单位长度：相当于考虑面积后的情况 类似的将管子污垢热阻包括进去之后 外表面 5.2.3 换热器热工计算的基本原理 1 传热方程式 （2）热平衡方程式（能量平衡原理） 由于温差不断变化，所以采用平均温差 讨论？？ 5.2 对数平均温差法 换热器中流体温度沿程变化示意图 同一位置上对应的温差 顺流时平均温差的推导 作如下假设： (1)冷热流体的质量流量G2、G1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。 要计算沿整个换热面的平均温差，首先需要知道局部温差随换热面积的变化，即 ，然后再沿整个换热面积进行平均 在前面假设的基础上，并已知冷热流体的进出口温度，分析微元换热面dA的传热。温差为： 在传热微元面dA内，两种流体的换热量为: 对于热流体 1和冷流体 2: 讨论？？？ 可见，当地温差随换热面(Ax)呈指数变化，则沿整个换热面的平均温差为： 讨论？？？ (1) (2) (3) (2)(3) 带入(1) 入口温差 出口温差 顺流： 逆流时采用类似的方法求解(P168 图6-6，参考图例) ( ) ( ) 两端同一位置温差 由于顺流： 顺流时采用类似的表示方法 顺流、逆流统一写成如下形式： 当 可以采用算数平均温差 P169－170应用示例 壳管式换热器的温差？ －将冷热流体进出温度考虑成逆流对数平均温差 －修正系数 通过下列P、R参数在图中查到 例：壳侧1程，管侧2程，求温差？ 1－壳侧，2－管侧， －入口和出口 5.2.3效能-传热单元数法 三个无因次的定义 （1）热工计算涉及的8个量 （2）采用无因次方程，组合各个变量，减少求解 方程。 5.2.3效能-传热单元数法 三个无因次的定义 （1）热容比 （2）传热单元数 无量纲参数2 无量纲参数1 （3）传热效能 温升较大者的实际温差与换热器中可能存在的最大温差比值 无量纲参数3 效能改写为 或 ？？ 对于顺流 如果 （1） （2） （1）＋（2） （3） (3） 因为 因为： 上节的结论 变形为： 合并 当 用相同的方法推导如下结论 与前式的差异？ 结合前面无量纲定义理解 令 逆流 与设备自身相关的量 顺流 小结： 传热效能 表示实际传热量与可能最大换热量的比值，已整理成相应的图表，供查询。 当求得 后，可以根据它的定义求得传热量 P173 示例: 求顺流换热量Q