换热器理论及分析-3.ppt

换热器理论与分析 北京交通大学 传热面积的分配范围： 耦合度 ， 最优 换热器理论与分析 北京交通大学 第五节 周期流动型换热器的传热分析 一 周期流动型换热器 1 旋转型 多孔的基体旋转提供固体通道在冷热流体间周期性变化，基体被周期性加热和冷却。 与前面的耦合型有相关之处，基体的作用与耦合液体类似。 2 阀门型 阀门切换型有两个相同的基体，由周期性开关控制，冷热流体交替通过每一个基体。 换热器理论与分析 北京交通大学 换热器理论与分析 北京交通大学 二 周期流动型换热器特点 1 高紧凑（比表面积的数量级为103） 2 低成本 3 自洁 4 少量混合 5 密封困难（特别是当流体压力不同时） 三 关系式 1 旋转型 在直接换热型的无量纲参数上增加两个 ， 即 换热器理论与分析 北京交通大学 其中修正的传热单元数 定义 Cr是基体的热容量流率 Mr是基体质量流率 n是单位时间旋转次数 K0为修正的总传热系数 换热器理论与分析 北京交通大学 、 反映了周期型换热器基体蓄热速率和基体与冷热流体传热能力对周期型换热器传热的影响。目前尚无封闭的分析解，只能采用数值方法。 的影响一般可以不考虑。因为 范围内， 引起的误差是ε的2%。 一般认为 ，可以忽略 影响。 时与 的ε值十分接近。 经验公式： 是直接换热型逆流换热器的有效度，由 求出。 换热器理论与分析 北京交通大学 2 阀门型 引入 法。换热器的无量纲参数为 其中 ， 分别为热流体和冷流体在芯子中停留的时间，称为流过周期。 换热器理论与分析 北京交通大学 ， 分别为热流体、冷流体通过期间接触到该流体部分芯子的热容量。 称为无量纲长度。 为无量纲切换时间。 称为平衡对称型回热器 当 有： 换热器理论与分析 北京交通大学 若 则有 换热器理论与分析 北京交通大学 第六节 壁面纵向导热的影响 流体的导热系数较低，一般纵向导热可以忽略。固体壁面或芯体的导热系数较高，纵向导热导致 下降。尤其对于按高 短流程的换热器影响较明显。 一 纵向导热分析 逆流，热流体的温降、冷流体的温升、换热器两端的温差均为 壁面纵向温度梯度为 换热器理论与分析 北京交通大学 纵向导热量： 冷热流体对流换热量： 因而 显然若 趋于降低实际传热量 q，则 的数量级为 因而，可以表示为 定义为纵向导热参数， 反映纵向导热对传热有效度的影响。 换热器理论与分析 北京交通大学 二 纵向导热对NTU的影响 ， ，对NTU的影响。 不考虑纵向导热时， ， NTU=66 ， NTU=190 NTU增大了188%. 反映高 下纵向导热对传热性能的影响十分明显。 2 ， ，对NTU的影响。 ， NTU=29.5 ， NTU=40 NTU增大了36% 反映冷热流体热容量有差异时，λ的影响减弱。 换热器理论与分析 北京交通大学 3 对NTU的影响 时， 从0.95增加到1.0增加5% ，NTU从29.5增加到40 增加124% ，NTU从66增加到190 增加375% 显然换热器的有效度不仅与NTU和 有关，还与纵向导热密切相关。 换热器理论与分析 北京交通大学 第三章 换热器的传热分析 第一节 换热器设计中的根本问题 一 传热效果与机械能消耗 1 高密度流体，消耗机械能较小 2 低密度流体，消