计算间壁式换热器的传热速率.pptx

模块二 传热 05任务五 计算间壁换热器的传热速率 05任务五 计算间壁换热器的传热速率子任务2 计算间壁换热器的传热速率 一、计算换热器的热负荷1、计算显热热负荷在换热过程中，若冷、热流体无相变化而只有温度变化，冷、热流体吸收或放出的热量，称为显热热负荷。 ??? 05任务五 计算间壁换热器的传热速率 2、计算潜热热负荷 潜热热负荷是指冷、热流体因相态变化而吸收或放出的热量，可用下式计算：?? 05任务五计算间壁换热器的传热速率 3、计算焓差热负荷 由于工业换热器中流体递进、出口压力差不大，故可近似看作是恒压过程。根据热力学定律，恒压过程冷、热流体吸收或放出的热量在数值上等于流体的焓差，可用下式计算:??? 05任务五 计算间壁换热器的传热速率 将流量为0.5 硝基苯通过一换热器，由80℃升冷却到40℃。用水作为冷却介质，其初温为30℃，出口温度要求不超过35℃.已知硝基苯的定压比热为 。忽略热损失，试求：该换热器的热负荷及冷却水用量。?? 05任务五 计算间壁换热器的传热速率 解：若忽略热损失，则换热器的热负荷可由硝基苯放出的热量或冷却水吸收地热量来计算，即:??取平均温度下水的比热容为：?由根据热量衡算关系，得冷却水用量为：? 05任务五 计算间壁换热器的传热速率 在某换热器中，用 的饱和水蒸气将苯由 加热到 ，苯的流量为 。若换热器热损失为苯吸热量的 ，试求换热器的热负荷及水蒸气用量。????? 05任务五 计算间壁换热器的传热速率解：根据题意，换热器的热量衡算式应为:已知：根据苯进、出口的平均温度 ，查苯的定压比热容 ，密度 ， 水气的比汽化焓为??????将各值代入上式，得：???代入上述各值，得水蒸气用量为：? 05任务五计算间壁换热器的传热速率 二、计算换热器传热速率 1、传热速率物理意义 实践证明：两股流体单位时间内所交换的热量与传热面积 成正比，与温度差 成正比,即：??在不考虑热损失的情况下，热负荷等于传热速率，即：? 在换热过程中，因传热面各部位的传热温度差不同，所以整个换热面上温度差应该取各部位上温度差的平均值。即:? 05任务五计算间壁换热器的传热速率（1）恒温平均温度差 当两流体在传热过程中均发生恒温相变时，热流体T和冷流体的温度t始终保持不变，整个换热器表面温度差保持不变。此时，流体的流动方向对传热温度差也没有影响，换热器的传热推动力可取任一界面上的温度差，此时传热平均温度差就显得十分简单，即： 05任务五计算间壁换热器的传热速率 （2）变温平均温度差 间壁两侧流体的温度随传热面位置而变，这种情况称为变温传热，这是热交换中较为常见的情形。变温传热时，两流体的温度差Δt也是沿传热壁面不断变化的。因此，传热计算中温度差Δt应使用整个传热壁面温度差的平均值Δtm。Δtm计算方法不仅与冷热流体的进、出口温度有关，还与热交换器中冷、热流体的相对流动方向有关。生产中常见的流体流向有四种类型，如图所示。 05任务五计算间壁换热器的传热速率 套管式逆流和并流传热时流体的温度沿传热壁面的变化情况。内管走冷流体，温度由t1升至t2，套管环隙走热流体，与冷流体呈逆流，温度由T1降至T2。（a）与（b）不同的是冷热流体分别呈逆流和并流流动。假设热交换器没有热损失，则传热总系数K是一个常数。换热器两侧流体的传热温差是换热器Δtm是冷、热流体在换热器传热面上各处的温度差的平均值, 即： 05任务五计算间壁换热器的传热速率 若换热器进、出口的两端温度比 ，工程上常用算术平均值温度差作为换热器的有效平均温差，即： ?? 计算错流和折流时的平均温度差时，按逆流温度差的的方法计算后