第五节 制冷机的热.ppt

第五章 制冷机的热交换设备 本章主要介绍制冷机中的主要换热设备蒸发器和冷凝器的分类、结构、换热方式及换热系数的计算式 §5-1热交换设备中的传热过程 一. 换热器的基本传热计算 凡是两物体间有温度差，彼此就会发生热量的传递。换热器的主要任务是两种或两种以上的流体在其中进行热交换。 两流体之间进行热交换，其换热的基本方式：导热、对流、辐射。 导热：物体各部分直接接触而发生的热量传递。 对流：指流体各部分发生位移而引起与它接触的固体壁之间的热量转移。 式中 α-对流放热系数。 辐射：是靠电磁波来传递热量的。 在工程上的实际换热现象，往往是导热、对流、辐射同时起作用。在一般的制冷工程设计中，因两流体的温差较小，辐射传递的热量比较小，一般可忽略不计，只考虑导热和对流。 制冷系统中的热交换器的传热方式：沸腾、冷凝、强制对流、自然对流、导热等。 制冷系统中需要交换热量的两种流体分别处于固体壁面的两侧。这种换热器称为表面式换热器。 二. 传热的基本方程式 1．通过平壁的传热 冷热两种流体通过金属表面进行热交换，设热、冷流体的温度为 t1、t2，金属表面的厚度为δ，金属壁面的导热系数为λ，在金属两侧壁面的温度分别为t1’和t2’，热流体与金属壁面之间的放热系数α1，冷流体侧放热系数α2。 （1）单位时间内通过面积F的传热量 （5-1） （5-2） （5-3） 将以上三式相加，得： （5-4） kW （5-5） 令 w/m2·k K-传热系数。 （5-6） （2）单位面积的传热量——热流密度 w/k （3）传热系数K K的物理意义： 传热系数在数值上等于温差为1℃，面积为1 的传热率。 1/K称为传热热阻。 如果壁面上附有油垢或水垢，其厚度为δ2、δ3，则 （5-7） 2．通过圆管传热 设圆管长 ，内、外径分别为 、 ，相应的半径为 和 ，管壁材料的导热系数λ，管内侧流体的换热系数为 ，管外侧流体的换热系数为 ，管子内、外侧流体的温度分别为 和 。 （1）单位时间传热量Q 因圆管内、外表面积不相等，所以传热系数有内、外之分，即 、 。 以外表面积 为基准： kW (5-8) （2）单位长度的传热密度 w/m （5-9） （5-10） （3）传热系数 通过圆筒壁的导热：看成厚度为 ，表面积为 的平壁。 将上式由 到 积分后得到：