第四章 传热过程ppt.ppt

2.并流的优点:① t2T2, 流体终点温度易控制,对于易气化、分解、反应和冷凝而必须控温的流体的换热较适合。 ②Δt1Δt2，适用于某些连续操作的管式反应器中进行的放热反应的热量的移出。如图：并流能正常操作，逆流不能正常操作。 1-11 八、强化传热的途径和措施 ∵Φ=KAΔtm 1.增大A:增大α较小一侧的A值，如气体和α小的液体走管外；采用翅片管、螺纹管作换热管。当两种流体能接触时，尽量增加其分散度(A大)。如喷啉冷却时将液体雾化。 2.提高Δtm：尽量采用逆流换热。温差的增大受气候条件和输送费用的限制，但仍可采用凉水塔给冷却水降温。 3.提高K值 ∵K值取决于较小的α值和λ很小的垢层的厚度，采用α大的流体作热载体；据： 增大流速可提高α值；勤除垢层, 减小热阻δ/λ 。 为满足强化传热的措施，给传热提出了一系列操作条件。 九、常用公式： 如图： 541-14 圆筒壁 例4-12 在其他条件(K,Cp,M1,M2)不变时,并→逆，求T2, t1。利用并流求得有关常数：  Φ=KAΔtm=-M1Cp1ΔT=M2CpΔt ΔT`=-50 Δt`=40 Φ=50MCp1=40M2Cp2 M1Cp1/ M2Cp2=0.8 (常数)……(1)Φ=KAΔtm并=-MCp1ΔT`=50MCp1 Δtm并=Δt1-Δt2/lnΔt1/Δt2=39.1∴KA/M1Cp1=-ΔT`/Δtm=50/39.1=1.28.(2)改逆流后: -ΔT`=120-T2 Δt`=t1-20 例4-13 求在逆流换热中面积增大一倍时的出口温度。同理有：M1Cp1/M2Cp2=0.8=(t`1-20)/(120-T`2) ∴t`1=116-0.8T`2 ∵ KA/M1Cp1=1.28 ∴K(2A)/M1Cp1=2*1.28=-ΔT`/Δt`m逆 ∵ Δt`m逆=(100-t`1+T`2)/2 ∴= (120-T`2)*2/(100-t`1+T`2)=2.56 T`2=42.5 ℃ t`1=82 ℃ §4-5 热交换器 一、列管式换热器，如图4-14，P129 管程：换热器的管内通道 管程数：走管程的流体在换热器的两端之间运行的次数。 壳程：换热器的外壳与管束之间的通道 壳程数：走壳程的流体在换热器的两侧之间运行的次数。 二、夹套式加热器：图4-18 三、蛇管式热交换器：4-19 四、螺旋板式热交换器：4-20 五、板式热交换器：4-21 作业16,21,25 141-14 习题14解： =2πlΔtm/(0.045+0.0026+0.0953+0.0053) =2πlΔtm/0.1532=6.53*2πlΔtm Φ2/Φ1=6.53/18.75=0.3482 2 ≈35% =2πlΔtm/(0.0454+0.0026+0.0053) =2πlΔtm/0.05334=18.75*2πlΔtm 结垢后： 结垢前： 15解:Φ=KAΔtm=-M1Cp1ΔT`=-qV1ρ1Cp1ΔT`=vπd2ρ1Cp1ΔT` =ν*0.785*0.022*1200*3000*(90-60)=644328 W A=n*l*πdm =38*4*3.14*0.0225=10.73 m2 Δtm=(50-40)/ln5/4=44.815℃ K=Φ/AΔtm=644328/10.73*44.815=1340 W/m2*K Φ=M2Cp2Δt`=M2*3000*(40-20)=644823 M2=10.74 kg/s 习题16解：121℃饱和蒸汽通入溶液，起始时溶液温度T较低，溶液的得热速率Φ1较大，而桶的散热速率Φ2较小，随着溶液温度T升高， Φ1变小而Φ2变大，当溶液的得热速率Φ1等于桶的散热速率Φ2时，溶液的温度稳定不变，即为溶液所能加热到的温度T ： Φ1=KA1(121-T)=Φ2=αA2(T-20) T=117℃ 习题21解：l∝A, 可用A比代表 l 比， 即视为平面壁作近似计算。 ∵Φ=KAΔtm=-M1Cp1ΔT’=M2Cp2Δt’ 加长前： Δt1’=25 ΔT1’=-50 M1Cp1/M2Cp2=Δt1’/-ΔT1’=25/50=0.5 Δtm1=(Δt1+Δt2)/2=(110+85)/2=97.5℃ A 习题25：∵A= Φ/KΔ