华北理工环境工程原理课件04热量传递.pptVIP

第三节 对流传热 一般情况下，热损失随保温层厚度增加而减小。但对于小直径的管道，则可能出现相反的情况，即随保温层的厚度增加，热损失加大。 第三节 对流传热 第四节 换热器及间壁传热过程计算 一、换热器的分类与结构形式 按用途分 按交换方式分 加热器、预热器、过热器、蒸发器、再沸器、冷却器、冷凝器 间壁式 直接接触式 蓄热式 二、管式换热器 蛇管式换热器 第四节 换热器及间壁传热过程计算 二、管式换热器 列管式换热器 套管式换热器 第四节 换热器及间壁传热过程计算 二、管式换热器 列管式换热器 第四节 换热器及间壁传热过程计算 单壳程两管程 1－2型 两壳程四管程 2－4型 壳程: 流体在壳体内每通过一次为一壳程 管程: 流体在管内每通过一次为一管程 第四节 换热器及间壁传热过程计算 三、板式换热器 夹套式换热器 第四节 换热器及间壁传热过程计算 三、板式换热器 平板式换热器 第四节 换热器及间壁传热过程计算 热流体通过间壁将热量传给冷流体的过程分为三步 ： －对流传热 －导热 －对流传热 A1 A2 Am b 外侧 内侧 热流体 冷流体 （1）热流体将热量传给固体壁面； （2）热量从壁的热侧面传到冷侧面； （3）热量从壁面传给冷流体 第四节 换热器及间壁传热过程计算 二、间壁传热过程计算 热侧流体对壁面的传热速率为 通过间壁的传热速率为 在稳态情况下 A1 A2 Am b 冷侧流体对壁面的传热速率为 外侧 内侧 热流体 冷流体 （一）总传热速率方程 (4.3.20) (4.3.21) (4.3.22) 第四节 换热器及间壁传热过程计算 传热过程总推动力 传热总热阻 总热阻等于各项热阻之和 （一）总传热速率方程 (4.3.23) 第四节 换热器及间壁传热过程计算 取定的面积 传热基本方程式 总传热系数 以外表面积作为基准 对于平壁或薄管壁 热侧为外侧时 表示换热设备性能的极为重要的参数 （二）总传热系数 (4.3.25) 第四节 换热器及间壁传热过程计算 污垢热阻 外侧表面上单位传热面积的污垢热阻 内侧表面上单位传热面积的污垢热阻 比间壁的热阻大得多 难以准确估计，采用经验值 对于平壁或薄管壁，有 (4.3.26) 第四节 换热器及间壁传热过程计算 若 间壁外侧对流传热控制 间壁内侧对流传热控制 若污垢热阻很大，则称为污垢热阻控制，此时 欲提高必须设法减慢污垢形成速度或及时清除污垢 第四节 换热器及间壁传热过程计算 【例题4.3.5】一空气冷却器，空气在管外横向流过，对流传热系数为80 W/（m2·K）；冷却水在管内流过，对流传热系数为5000 W/（m2·K）。冷却管为φ25×2.5mm的钢管，其导热系数为45 W/（m·K）。求 （1）该状态下的总传热系数； （2）若将管外对流传热系数提高一倍，其它条件不变，总传热系数如何变化？ （3）若将管内对流传热系数提高一倍，其它条件不变，总传热系数如何变化？ 第四节 换热器及间壁传热过程计算 解：（1）以管外表面积为基准的总传热系数满足 即 mm 4 . 22 20 25 ln 20 25 ln 2 1 1 = - = - = d d d2 d d m 第四节 换热器及间壁传热过程计算 （2）若 提高一倍，则 （3）若 提高一倍，则 可见，气侧热阻远大于水侧热阻，增加气侧对流传热系数，所引起的总传热系数的提高远远大于增加水侧对流传热系数。 第四节 换热器及间壁传热过程计算 与换热器中两流体的温度变化情况及两流体的相互流动方向有关 间壁式换热器 并流 逆流 错流 折流 变温传热 (三)传热推动力 第四节 换热器及间壁传热过程计算 以列管式换热器为例计算平均温差 (三)传热推动力 第四节 换热器及间壁传热过程计算 （1）逆流和并流时的传热温差 Th1 Tc1 Th2 Tc2 Th1 Th2 Tc1 Tc2 Th1 Th2 Tc1 Tc2 Th1 Th2 Tc2 Tc1 逆流 并流 第四节 换热器及间壁传热过程计算 平均传热温差，对数平均温差 换热器两端温差大的数值 换热器两端温差小的数值 计算并流和逆流情况下平均温差的通式 第四节 换热器及间壁传热过程计算 结论：在冷热流体的初、终温度相同的条件下，逆流的平均温差较并流的大。 【例题4.3.6】在套管换热器中用冷水将100℃的热水冷却到60℃，冷水温度从20℃升至30℃。试求在这种温度条件下，逆流和并流时的平均温差。 ＝60－20＝40℃， ＝100－30＝70℃ ＝60－30＝30℃， ＝100－20＝80℃ ℃ 并流时 解：逆流时 第