第三章相变热质交换过程与设备.ppt

由实验确定的 值见表3-1。 表3-1 各种表面-液体组合情况的Cwl值 (1) 机组制冰模式 (2) 制冰同时供冷模式 (3) 单制冷机供冷模式 (4) 单融冰供冷模式 (5) 制冷机与融冰同时供冷（机组优先或融冰优先） 但实际的换热器中，因流体内杂质的沉淀或同换热表面间的微弱化学作用等的原因，换热表面常会存在污垢，从而导致总传热热阻的增加，此外，为增强换热，常常采用翅片型表面或在管外添加翅片（多用在空气作换热介质的场合），翅片的存在，一方面通过增加流体的扰动和换热面积来增强传热，另一方面，若翅片与换热表面间不是一个整体，就会存在热阻，不利于传热。考虑了这些因素后，换热器的总传热热阻就可表示为： 蒸发器和冷凝器热工计算 热质交换过程与设备. 第三章 热质交换过程与设备. 第三章 式中 U —— 总传热系数，W/(m2·K); A —— 传热面积，m2; α —— 流体的换热系数，W/(m2·K) ηo —— 表面翅片效率 Rf —— 表面污垢热阻，(m2·K) / W Rw —— 传热面导热热阻，(m2·K) / W Rcnt —— 传热面间接触热阻，(m2·K) / W 蒸发器和冷凝器热工计算 下标 c, h 分别代表冷、热流体。 由式（3-4-2）可以看出，计算UA时，可以不必考虑是冷流体侧还是热流体侧，因为(UA)c = (UA)h, 但在计算总传热系数U时，则需要指明是基于冷流体侧的还是基于热流体侧的，因为若Ac ≠ Ah, 则就存在Uc ≠ Uh。 污垢热阻随冷热流体的种类及运行工况的不同而不同。表3-4-1列出了通常工况下的一些常用流体的污垢热阻的参考值。 蒸发器和冷凝器热工计算 热质交换过程与设备. 第三章 表3-4-1常用流体的污垢热阻 0.0002 制冷剂 0.0009 矿物油 0.0002~0.001 河水(50?C) 0.0002 海水和处理后的锅炉给水 (50?C) 0.0001 海水和处理后的锅炉给水 (50?C) Rcnt (m2·K / W) 流体 蒸发器和冷凝器热工计算 热质交换过程与设备. 第三章 接触热阻的大小也随接触表面的粗造度及流通介质有关，对空气侧为铝翅片的情况，通常情况下取0.000275 (m2·K / W)来估算。 由传热学知识可知，不同形状的传热面的壁面导热热阻的计算方法不同，对平壁来说，Rw可按式（3-4-3a）计算，而对圆筒壁来说Rw可按式（3-4-3b）计算： (3-4-3a) 蒸发器和冷凝器热工计算 热质交换过程与设备. 第三章 式中： δ —— 平壁的厚度，m； A —— 热传导方向上平壁的截面积，m2； λ —— 平壁的导热系数， W/(m·K)； (3-4-3b) 式中： r1, r2 —— 分别为圆筒壁的内外半径，m； L —— 圆筒壁的高度，m； λ —— 平壁的导热系数， W/(m·K)； 蒸发器和冷凝器热工计算 热质交换过程与设备. 第三章 表面翅片效率ηo的引入主要是针对带翅片的扩展换热表面来说的，譬如制冷空调装置中的翅片管换热器等。对这类换热器来说，通常以翅跟表面温度作为空气侧的壁面计算温度，但翅片其他部分的表面的温度显然低于翅跟处的表面温度，所以在以翅根表面温度作为空气侧的计算温度时，需要将翅片侧的换热面积进行折算，如此时翅片侧流体的热流计算公式为： q=ηoaΑ (Tb- T∞) (3-4-4) 蒸发器和冷凝器热工计算 热质交换过程与设备. 第三章 式中 q —— 传热热流，W Tb —— 翅跟表面温度，K T∞ —— 流体温度，K 表面翅片效率ηo的定义式为： (3-4-5) 式中 Af —— 翅片表面传热面积，m2 A —— 翅片侧总表面传热面积（包括翅片表 面传热面积及其他裸露的表面传热面积），m2 蒸发器和冷凝器热工计算 热质交换过程与设备. 第三章 ηf —— 翅片效率 (3-4-6) (3-4-7) 蒸发器和冷凝器