杨世铭-陶文铨传热学B第10章.ppt

2、换热器设计的平均温差法 （1）初步布置换热面，并计算出相应的传热系数k。 （2）根据给定条件，求待定温度。 （3）计算平均温差，查找温度修正系数。 （4）由传热方程求出面积A，并核算两侧流动阻力。 （5）流阻过大，则改变设计方案。 设计计算步骤： 设计计算已知条件： 通常给定qm1c1、qm2c2以及4个温度中的3个，求k、A。 （1）先假设一个流体的出口温度，按热平衡求另一出口温度。 （2）根据4个温度计算平均温差△tm。 （3）根据结构，算出相应工作条件下的传热系数k。 （4）已知kA和△tm ，用传热方程求假设传热量Фht。 （5）根据4个温度，用热平衡式求假设传热量Фhb。 （6）比较Фht 与Фhb，二者不符，则重新假设一个出口温度，重复1-6的步骤，直到二者接近程度满足计算精度。 校核计算步骤： 校核计算已知条件： 通常给定qm1c1、qm2c2 、t1′、t2′ 、 A，利用三个基本方程解其余未知量。 * * 第九章主要复习内容 1、角系数的定义及性质 ※相对性 ※可加性 ※完整性 2、角系数的代数分析法 由三个非凹表面组成的闭合系统角系数： 两个相对的非凹表面角系数： 4、两黑体表面封闭系统的辐射传热 3、有效辐射与投入辐射的定义 5、两个漫灰表面组成的封闭腔的辐射传热 6、简化形式 简化形式1 ：平面或凸表面 简化形式2 ：两个平行平板 简化形式3：大空间小物体 第十章 传热过程分析与换热器的热计算 §10.1 传热过程的分析和计算 1、通过平壁的传热过程计算 2、通过圆筒壁的传热过程计算 以Ao为基准面 加保温层 3、临界热绝缘直径 §10.2 换热器的类型 1、换热器分类 换热器定义： 分类： 间壁式：换热器内冷、热流体由壁面隔开。 混合式：换热器内冷、热流体直接接触、 互相混合来实现热量交换。 蓄热式：冷、热两种流体依次交替地流过 换热器的同一换热面（蓄热体） 实现非稳态的热量交换。 用来使热量从热流体传到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置。 由内外管套在一起构成，结构简单、牢固可靠、可串并联使用，传热面积有限，传热量小。 2、间壁式换热器的主要形式 套管式换热器 管壳式换热器 由管子和外壳构成。 管壳式换热器结构牢固可靠、耐高温高压。 肋片管式换热器 由带肋片的管束构成的换热装置。 肋片管式换热器适用于管内液体和管外气体之间的换热，且两侧表面传热系数相差较大的场合。 板翅式换热器 由金属板和波纹板形翅片层叠、交错焊接而成。 板翅式换热器结构紧凑、传热系数高。 板式换热器 由若干片压制成型的波纹状金属板叠加而成。 板式换热器传热系数高、阻力相对较小、结构紧凑。 1 2 3 4 5 6 螺旋板式换热器 由两块金属板卷制而成。 螺旋板式换热器传热性能较好、制造工艺简单，但承压、密封性能较差 。 §10.3 换热器传热过程平均温差的计算 1、简单顺、逆流换热器平均温差的计算 顺流换热器 注：热流体角标1 冷流体角标2 入口参数′出口参数〞 热平衡方程： 传热方程： 三个基本方程： 微分方程 无散热损失时 假设： 适用于简单逆流、顺流 对数平均温差 2、其它复杂布置时平均温差的计算 实际温升 理论温升 温差修正系数 壳侧1程，管侧2，4，6，??? 程时的温差修正系数 壳侧2程，管侧4，8，12，??? 程时的温差修正系数 交叉流，两侧流体都不混合时的温差修正系数 交叉流，一侧混合、一侧不混合时的温差修正系数 §10.4 间壁式换热器的热设计 1、设计类型与设计方法 设计类型 设计计算： 校核计算： 根据给定设计工况，设计新换热器，确定换热面积 对已有换热器，确定其非设计工况下的换热能力 设计方法 平均温差法 传热单元数法