第七章 热质交换设备的热工计算 热质交换原理与设备 教学课件.ppt

第七章 热质交换设备的热工计算 河北科技大学建工学院 第七章 热质交换设备的热工计算 第一节 间壁式热质交换设备的热工计算 第二节 混合式热质交换设备的热工计算 第一节 间壁式热质交换设备的热工计算 1）.热工计算的基本公式 ①传热方程式 Q=KA△tm 其中 K——传热系数[W/(m2·K)]； A——传热面积（m2）； △tm——传热温差（℃）。 ②传热面积 A= Q/( K△tm) ③传热系数 传热管有光管和肋片两种，另外还要考虑有垢的情况。 ④传热温差 传热温差是换热设备内两种流体之间的平均温差。 采用对数平均温差和算术平均温差来表示。 2）.热工计算的基本方法和基本类型 间壁式热质交换设备的热工计算通常采用下列两种方法：对数平均温差法和效能传热单元数法。 热工计算的类型包括设计性计算和校核性计算。涉及计算通常给定的量为冷热流体的流量，冷热流体进出口温度中的三个，求另一个温度和传热面积。校核性计算通常给定的量是传热面积，冷热流体的流量，冷热流体的进口温度，求冷热流体的出口温度和传热量。 3）.散热器的热工计算 散热器的面积 散热器内热媒平均温度 散热器的传热系数 散热器片数或长度的确定 4）.管壳式换热器的热工计算 （1）传热温差 （2）换热系数 （3）换热器的阻力计算 5）.板式水水换热器 与管壳式换热器类似 6）.空气加热器的热工计算 分为设计性和校核性两种类型。设计性计算目的是确定空气加热器的型号、规格和压力损失。校核性计算是根据以后的加热器型号，验证它能否满足空气加热的要求 设计性计算一般采用对数平均温度差法。 初选加热器型号 计算传热系数K 计算加热面积和所需台数 阻力计算。 7）.空气冷却器的热工计算 计算类型分为设计性和校核性两种 计算所需参数有热交换效率系数、接触系数 空气冷却器热工计算应满足以下条件： 冷却器能达到的热交换效率系数应等与空气处理过程需要的热交换效率系数； 冷却器能达到的接触系数应等与空气处理过程需要的接触系数； 冷却介质吸收的热量应等于空气放出的热量。 第二节 混合式热质交换设备的热工计算 1）.喷淋室的热工计算 影响喷淋室处理效果的因素 空气质量流速:单位时间内通过单位面积喷淋室断面的空气质量。增大质量流速可增强换热效果。 喷水系数：增大喷水系数可改善喷淋室的热交换效果。 喷淋室的结构特性(喷嘴排数、喷嘴密度、喷水方向、排管间距、喷嘴孔径等) 空气与水的初参数 热工计算中用到的两个参数： 热交换效率系数：同时考虑空气和水的状态变化。 接触系数：只考虑空气的状态变化。 热工计算的类型有设计性计算和校核性计算两种 选择喷淋室应达到 ①喷淋室能达到的热交换效率系数应等与空气处理过程需要的热交换效率系数； ②喷淋室能达到的接触系数应该等于空气处理过程需要的接触系数； ③喷淋室喷出的水能够吸收的热量应该等与空气失去的热量。 喷淋室的阻力计算：包括前、后挡水板的阻力，喷嘴排管的阻力和水苗的阻力。 喷淋室设计性计算步骤 用空气的参数计算接触系数 选用喷淋室结构，喷嘴形式、喷嘴直径、喷嘴密度，取空气质量流速。 查接触系数的实验公式，带入已知数，求出喷水系数。 求喷水量 查热交换效率系数公式求出热交换效率系数 用空气和水的参数计算热交换效率系数，得到一个关于水初温和终温的方程 列热平衡方程式，得到另一个关于水初温和终温的方程 联立以上两个方程，求水的初温和终温 冷源方式选择 阻力计算 喷淋室校核性计算步骤 计算喷水系数 根据已知的喷淋室结构，用实验公式求出热交换效率系数和接触系数 求空气的湿球温度和水的终温 求空气的终温 2）.冷却塔的热工计算 冷却塔内的热质交换过程就是空气和水滴直接接触时的热质交换。它的目的是利用空气对较高温度的水进行降温。水的降温是依靠水的蒸发和空气与水之间的换热来实现的。 3）.喷射泵的热工计算 喷射泵以热交换为目的，使鸭梨温度不同的两种流体相互混合，在混合过程中进行热量交换。通常在供热系统中作为外网与用户的连接装置。 水喷射泵的主要部件包括：工作喷管、引入室、混合室和扩散管。 * * *