化工单元操作模块二传热.ppt

专业资源库《化工单元操作》/模块二传热化工单元操作主讲人刘绚艳模块二传热任务三强化传热方法一、传热系数的获取方法（一）取经验值热流体冷流体传热系数K/W/(m2?K)水水850～1700轻油水340～910重油水60～280气体水17～280水蒸汽冷凝水1420～4250水蒸汽冷凝气体30～300水蒸汽冷凝水沸腾2000～4250水蒸汽冷凝轻油沸腾455～1020水蒸汽冷凝重油沸腾140～425传热系数的获取（二）现场测定实验室用蒸汽在一套管换热器中加热空气，空气走管程。测出蒸汽的压力Ｐ，即得其温度Ｔ；测出空气的流量Ｗ及进、出口温度t1、t2。传热系数的获取【例】在一套管换热器中，苯在管内流动，流量为3000kg/h，进、出口温度分别为80℃和30℃，在平均温度下，苯的比热容可取1.9kJ/(kg?K)。水在环隙中流动，进、出口温度分别为15℃和30℃。逆流操作，换热器的传热面积为2m2，热损可以忽略不计。试求换热器的传热系数。解：换热器的传热量：Q=WhCPh(T1－T2)=(3000/3600)×1.9×(80－30)＝21.93kW平均温度差：传热系数的获取（三）公式计算热、冷流体通过间壁的传热是一个“对流-传导-对流”的串联过程。(假设热流体走管程，冷流体走壳程)（1）热流体对壁面的对流传热（2）壁面内的导热传热系数的获取(3)壁面对冷流体的对流传热则总过程：传热系数的获取具体计算时，等式左边的传热面积S可选传热面（管壁面）的外表面积So或内表面积Si或平均表面积Sm，但传热系数K必须与所选传热面积相对应。但工程上，大多以外表面积So为基准，手册中所列K值都是基于外表面积的传热系数，换热器标准系列中的传热面积也是指外表面积。传热系数的获取Ki、Ko、Km——基于Si、So、Sm的传热系数，W/(m2?K)。污垢热阻的影响污垢热阻：换热器在使用过程中，传热壁面常有污垢形成，对传热产生的附加热阻。通常，污垢热阻比传热壁面的热阻大得多。影响污垢热阻的因素：主要有流体的性质、传热壁面的材料、操作条件、清洗周期等。由于污垢热阻的厚度及导热系数难以准确地估计，因此通常选用经验值。传热系数的获取若传热壁面为平壁或薄管壁时，Si、So、Sm相等或近似相等，则可简化为：四、壁温的计算【例2-12】有一换热器，管内通90℃的热流体，膜系数为1100w/m·℃，管外有某种液体沸腾，沸点为50℃，膜系数为5800w/m·℃。试求以下两种情况下的壁温：（1）管壁清洁无垢；（2）外侧有污垢产生，污垢热阻为0.005m·℃/w。设管壁热阻可以忽略。传热系数的获取解：因管壁热阻可以忽略，故换热管内、外侧的壁温相等，设为Tw。（1）当壁很薄时，Si≈SO，又管壁清洁无垢，由式（2-48）得（2）同理，当外侧有污垢时结论:壁温总是比较接近热阻小的那一侧流体的温度。当不计污垢热阻时，壁温接近膜系数值大的那个流体的温度。传热系数的获取五、强化传热途径1.增大传热面积如图所示的几种带翅片或异形表面的传热管，它们不仅使传热表面有所增加，且强化了流体的湍动程度，提高了对流传热系数，使传热速率显著提高。2.提高传热推动力通过选择不同介质和加大流量来提高传热温度差；采用逆流操作或增加壳程数，均可得到较大的平均传热温度差。强化传热3.提高传热系数采用相变传热热导率大的载体加入固体颗粒防止和减少结垢减少冷凝液膜厚度增加湍动增大流速、改变流动方向（多管程、多壳程，折流挡板比之无相变传热过程，传热系数要大的多颗粒扰动传热系数增大；冲刷壁面减缓污垢形成降低热阻物理和化学除垢；加入减阻剂纵向沟槽、金属丝网等强化传热(二)削弱传热削弱传热，就是设法减少热量传递，主要用于隔热。在化工生产中，只要设备(或管道)与环境(周围空气)存在温度差，就会有热损失(或冷损失)出现。利用导热系数很低，导热热阻很大的保温隔热材料对高温和低温设备进行保温隔热，以减少设备与环境间的热交换，从而减少热损失。表2-5常见的保温隔热材料削弱传热谢谢观看！专业资源库《化工单元操作》/模块二传热