化工原理(王志魁版）---第四章 传热精选.ppt

三两固体间的辐射传热 C1-2：总辐射系数 若平行的平板面积均为A，则辐射传热速率为： 第六节 换热器 * 一 换热器的分类 （一）按用途分类 加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器 （二）按冷、热流体的传热方式分类 两流体直接接触式换热器 蓄热式换热器 间壁式换热器 二 间壁式换热器 （一）夹套式换热器 为了提高传热效果，可在釜内加搅拌器或蛇管和外循环。 优点：结构简单，加工方便。 缺点：传热面积A小，传热效率低。 用途：广泛用于反应器的加热和冷却。 二 间壁式换热器 （二）沉浸式蛇管换热器 为了强化传热，容器内加搅拌。 优点：结构简单，不便于防腐，能承受高压。 缺点：传热面积不大，蛇管外对流传热系数小， 二间壁式换热器 （三）喷淋式换热器 用途：用于冷却或冷凝管内液体。 优点：结构简单、造价便宜，能耐高压，便于检修、清洗 ，传热效果好。 缺点：冷却水喷淋不易均匀而影响传热效果，安装在室外。 二 间壁式换热器 （四）套管式换热器 用途：广泛用于超高压生产过程，用于所需传热面积不多的场合。 优点：结构简单，加工方便，能耐高压，传热系数较大， 能保持完全逆流，可增减管段数量应用方便。 缺点：结构不紧凑，金属消耗量大，接头多易漏，占地较大。 二 间壁式换热器 （五）螺旋板式换热器 优点：结构紧凑，传热效率高，不易堵塞，结构紧凑A/V大， 成本较低。 缺点：操作压力、温度不能太高，螺旋板难以维修， 流体阻力较大。 二 间壁式换热器 （六）板式换热器 优点：传热效率高，总传热系大，结构紧凑，操作灵活，安装检修方便。 缺点：耐温、耐压性较差，易渗漏，处理量小。 二 间壁式换热器 （七）板翅式换热器 优点：结构高度紧凑，传热效率高，允许较高的操作压力。 缺点：制造工艺复杂，检修清洗困难。 二 间壁式换热器 （八）翅片管换热器 二 间壁式换热器 （九）列管式换热器（热补偿方式） 固定管板式 U型管换热器 浮头式换热器 二 间壁式换热器 特点：结构较简单，管程不易 清洗，常为洁净流体，适用于 高压气体的换热。 二 间壁式换热器 特点：结构较为复杂，成本高，消除了温差应力， 是应用较多的一种结构形式。 三、 列管式换热器选用计算中的有关问题 流体流径的选择 不洁净、易结垢、腐蚀性、压强高的流体走管程 饱和蒸汽走壳程 被冷却流体走壳程 粘度大的流体走壳程 流体流速的选择 管子的排列方法的选择 管程和壳程数的选择 折流挡板的选择 外壳直径的选择 材料的选择 主要附件 四 传热过程的强化 增大传热面积 增大平均温度差 增大总传热系数 增大流速 防止结垢和及时清除污垢 四 流体无相变时的对流传热系数的经验关联式 讨论（1）中n的取值 对于大多数液体，Pr1 被加热时， Pr0.4 Pr0.3，n=0.4 被冷却时， Pr0.3 Pr0.4 ，n=0.3 对于大多数气体Pr 1 被加热时， Pr0.4 Pr0.3，n=0.4 被冷却时， Pr0.3 Pr0.4 ，n=0.3 四 流体无相变时的对流传热系数的经验关联式 高粘度流体用西德尔和塔特关联式 说明： 应用范围：Re1x104，0.7Pr16700，l/di60 特征尺寸：di 定性温度：μw取壁温， 其余取t=（t1+t2）/2 四 流体无相变时的对流传热系数的经验关联式 （二） 流体在管外强制对流 四 流体无相变时的对流传热系数的经验关联式 流体在管束外强制垂直流动（垂直于管束流动） 管束的排列 直列 错列 正方形 等边三角形 流体在错列管束流过时，平均对流传热系数的计算式为： 流体在直列管束流过时，平均对流传热系数的计算式为： 四 流体无相变时的对流传热系数的经验关联式 说明 应用范围：Re 3000 特征尺寸：管外径do，流速u取流体通过每排管子中最狭窄通道处的速度 管束排数为10：若不是10，上述计算式需乘以系数 四 流体无相变时的对流传热系数的经验关联式 流体在换热器的管间流动 第四节 两流体间传热过程的计算 * 化工计算中的两种衡算方程 热量衡算方程 传热速率方程 总传热速率方程 总推动力：T-t 总阻力：R1+R2+R3 Q热流体放出= Q冷流体吸收+ Q损失 一 能量衡算 对间壁式换热器能量衡算 Q：换热器的热负荷，KJ/h或W qm1 、 qm2 ：热、冷流体的质量流量，Kg/h H1、 H2 ：热流体的进出口的单位质量的焓，KJ/Kg h1、h2：冷流体的进出口的单位质量的焓，KJ/Kg 换热器中冷热流体都没有相变化 换热器中流体有相变 换热器中流体有相变，热流体冷凝到低于饱和温度时 二 传热平均温度差 恒温传热时的平均温度差 当换热器的管程和壳程