传热设备操作与控制 1.换热器教案 换热设备工艺参数的确定1-2.doc

《传热设备操作与控制》教案 情境1 换热器的操作与控制 学习任务2 换热过程工艺参数的确定 计划学时 10 职业能力目标 专业能力 社会能力 方法能力 换热剂品种选择 换热剂用量确定 换热设备工艺参数的确定 团队工作能力 沟通能力 小组成员的协作能力 扩展相应的信息收集能力 制定工作计划 能独立使用各种媒介完成学习任务 工作结果的评价与反思 学习情境描述 接到车间主任指令：根据给定的换热场合和换热任务，确定换热剂品种、用量及换热设备的各种工艺参数。组长接受任务后组织学员通过资讯、计划、决策、实施和检查、评估等过程完成学习任务。 教学环境分析 石油化工岗位操作技能实训中心、教材、辅导资料、化工工艺设计手册、化工单元操作学习光盘、学习软件、可以上网查阅资料的电脑、工作台、拆装工具等 教学方法 采用角色扮演法交代任务；用引导文和小组讨论法完成决策和计划的制定，采用任务驱动法实施工作任务。 教学组织 分组，分工，协作共同完成，分成6个小组，每组6人 要做好记录，由各小组长展示学习成果 评议各小组展示的学习成果 教师对每个小组及每个学生进行监视，做好记录，作为成绩评定的依据。 实施步骤 资讯 一、热量衡算 化工过程的传热问题可分为两类：一类是设计型问题，即根据生产任务和操作条件、选定(或设计)换热器；另一类是操作型型问鹰、即选择给定换热器的传热量、流体的流量或温度等操作条件，核算换热器的生产能力。无论哪类计算，都需要进行热量衡算，以计算传热量和截热体的流量。 （一）传热量的计算 1. 热量衡算 根据能量守恒定律，在两种流体之间进行稳定传热时，单位时间内热流体放出的热量，一定等于冷流体吸收的热量和损失于周围介质中的热量两者之和，即 =+ (1-1) 式中 ——热流体放出的热量，； ——冷流体吸收的热量，； ——热损失，. 上式称为传热过程的热量衡算方程式．在生产中，换热器的传热面单位时间传递的热量也称为换热器的热负荷，表示生产任务对换热器提出的换热要求。若损失于周围介质的热量来自热流体，则热负荷为；若热损失在冷流体这一方，则热负荷为。在保温良好的换热器中，约为的2％～5%。热损失可以忽略不计时，式(1-1)可变为 = (1-2) 2. 传热量的计算 和，可以根据以下三种方法，从载热体的流量、比热容、温度变化和焓值计算。 1）显热法 若流体在换热过程中没有相变化，且流体的比热容可视为定值或可取为流体进、出口平均温度下的比热容时，其传热量可按下式计算 (1-3a) (1-3b) 式中 、——热、冷流体的质量流量，kg／s； 一——热、冷流体的比定压热容，kJ／(kg·K)： ——热流体的进、出口温度，K； ——冷流体的进出、进口沮度，K。 注意比热容的求取：一般由冷、热流体进出换热器的平均温度 或查得。 2）潜热法 若流体在换热过程中仅仅发生恒温相变，其传热量可按下式 (1-4a) (1-4b) 式中 一——热、冷流体的汽化潜热，kJ／kg。 3）焓差法 由于工业换热器中流体的进、出口压力差不大，故可近似为恒压过程．根据热力学定律，恒压过程热等于物系的焓差，则有 (1-5a) (1-4b) 式中 一——热流体的进、出口，kJ／kg； 一——冷流体的进、出口，kJ／kg 焓差法计算传热量较为简便，但仅适用于流体的焓值可查取的情况，本教材附录中列出了空气、水及水蒸气的焓值数据．可供读者参考．对于部分无从查取焓值的流体，则必须采用上述别的方法来确定换热器的传热量。 4）两步法 若流体在换热过程中既有相变化又有温度变化，则可用前两种方法联合起来求取其传热量，称为两步法，例如：饱和蒸汽冷凝后，冷凝液出口温度低于冷凝饱和温度时．其传热量可用下式计算 （1-6） 式中 ——冷凝液的饱和温度，K。 （二）载热体用量 载热体用量即式(1—3a)中的，其计算可根据某一载热体的流量及其状态变化，计算出传热量后，再利用热量衡算方程式计算另一载热体的流量。根据题目给出的条件，选用潜热法、显热法或焓变法进行计算。 （三）加热和冷却方法