《化工原理(少学时)课件和辅导教程、考试重点例题复习题》-公开·课件.ppt

* 2.6 传热过程的计算 2.6.1 热量衡算 2.6.2 总传热系数和总传热速率 2.6.3 传热平均温度差 2.6.4 壁温的计算 2.6.5 传热效率～传热单元数法 2.6.6 传热计算示例 2.6 传热过程的计算 2.6.1 热量衡算 dA t2 qm1，T1 qm2，t1 T2 1 热量衡算的微分式 2 热量衡算的积分式 2.6.2 总传热系数和总传热速率 dA t2 qm1，T1 qm2，t1 T2 过程分析 dt A2 A1 tW t TW T 传热壁 冷流体 热流体 热流体 固体壁面一侧 固体壁面一侧 另一侧 固体壁面另一侧 冷流体 tw Tw 对流 对流 导热 冷流体 热流体 t T Q （3）管内对流 （1）管外对流 （2）管壁热传导 对于稳定传热 是否可以避开壁温写成： 1 总传热速率微分方程的引入 对于 在传热速率恒定的条件下，K值的大小与所选择的换热面积有关 式中 K——总传热系数，W/(m2·K)。 2 总传热系数的推导 讨论： 1．当传热面为平面时，dA=dA1=dA2=dAm 2．以外表面为基准(dA=dA1): 式中 K1——以换热管的外表面为基准的总传热系数； dm——换热管的对数平均直径。 以壁表面为基准： 以内表面为基准： 近似用平壁计算 3．1/K值的物理意义 二、污垢热阻 式中 R1、R2——传热面两侧的污垢热阻，m2·K/W。 例题： 有一列管式换热器，传热管为φ25mm×2.5mm钢管。热空气气体在管内流动，对流传热系数为60W/(m2·℃),冷却水在传热管外流动，对流传热系数为1500W/(m2·℃) ,钢的导热系数为45w/m·℃。试求：（1）总传热系数；（2）若管内气体的对流传热系数增大一倍，总传热系数会增加多少？若管外水的对流传热系数增加一倍，总传热系数会增加多少？ 三、总传热速率方程 式中 K——平均总传热系数； ?tm——平均温度差。 ——总传热速率方程 （1）求K平均值。 （2）热量衡算式与传热速率方程间的关系。 （3）?tm的求解。 一、恒温传热 二、变温传热 ?tm与流体流向有关 2.6.3. 传热平均温度差 逆流 并流 错流 折流 1、逆流和并流时的?tm t2 t1 T1 T2 t1 t2 T1 T2 t2 t A t1 T2 T1 t2 t A t1 T2 T1 逆流 并流 以逆流为例推导 假设：1）定态传热、定态流动，qm1 ,qm2 , t1,T1一定 2）cp1、cp2为常数，为进出口平均温度下的值 3）K沿管长不变化。 4）热损失忽略不计。 T2 t1 t2 T1 dT dt dA A t ?t2 ?t1 T t 1）也适用于并流 T2 t1 t2 T1 A ?t2 ?t1 2）较大温差记为?t1，较小温差记为?t2； 3）当?t1/?t22，则可用算术平均值代替 4）当?t1＝?t2 ：逆流时的平均温度差 2、错流、折流时的 2.6.4 壁温的计算 稳态传热 1．?大，即b/?Am小，热阻小，tW=TW TW接近于T，即?大热阻小侧流体的温度。 3．两侧有污垢 2．当tW=TW，得 一、传热效率 最大可能传热速率：换热器中可能发生最大温差 变化的传热速率。 理论上最大的温差： 2.6.5 传热效率～传热单元数法 热容流量：mscp 由热量衡算得最小值流体可获得较大的温度变化 最小值流体： 热容流量最小的流体为最小值流体。 *