换热器选型和计算.ppt

**课程设计——换热器选型计算推荐参考书目：单击此处添加文本具体内容化工原理第三版/第四版.王志魁刘丽英刘伟.化工原理课程设计指导.任晓光宋永吉李翠清.换热器设计手册.钱颂文单击此处添加文本具体内容*一、换热理论二、管壳式换热器换热概述热传导对流传热两流体间传热过程计算管壳式换热器选型步骤*一、换热理论生产中的应用：热量的传递简称传热。传热的基本方式：热传导；对流；热辐射。传热概述物料的加热或冷却；热量与冷量的回收利用；设备或管路的保温。*傅里叶定律2.热传导1)温度场和温度梯度温度场：某时刻，物体内部各点的温度分布。等温面：在同一时刻，温度场中所有温度相同的点组成的面。t1t2t1t2等温线Q注意：不同温度的等温面不相交。温度梯度：温度场内，某一点沿其等温面法线方向的温度变化率。（向量，与法线方向一致，以温度增加的方向为正。）等温线：不同等温面与同一平面相交的交线。*式中Q──热流量或传热速率，W或J/s；A──导热面积，m2；?t/?n──温度梯度，℃/m或K/m；?──热传导系数，W/(m·℃)或W/(m·K)。在质地均匀的物体内，若等温面上各点温度梯度相同，则单位时间内的传热量Q与温度梯度及垂直于热流方向上的导热面积A成正比。2)傅里叶定律t+?tt-?ttnQdA─傅立叶定律数学表达式：*假设：(1)A大，b小；(2)材料均匀，热导率λ视为常数；(3)温度仅沿x方向变化，且不随时间变化，故为一维稳态传热。单层平壁的稳态热传导AQ图中，Q─热流量或传热速率，W或J/s；A─平壁的面积，m2；b─平壁的厚度，m；─平壁的导热系数，W/(m·℃)；t1,t2─平壁两侧的温度，℃。t1t2btxdxQxQx+dxA*边界条件为：对dx薄层，导热速率可表示为：积分导出，单层平壁导热速率方程式为：假定：圆筒壁材质均匀，热导率λ为常数；温度只沿半径方向变化，等温面为同心圆柱面，一维稳态温度场；单层圆筒壁的稳态热传导图中，Q─热流量或传热速率,W或J/s；─导热系数，W/(m·℃)或W/(m·K)；t1,t2─圆筒壁两侧的温度,℃；r1,r2─圆筒壁内外半径,m。rbdt*对于dr同心薄层圆筒，传热速率为单击此处添加小标题边界条件：单击此处添加小标题积分导出，圆筒壁导热速率方程式为：单击此处添加小标题对数平均面积：*对流传热过程间壁：导热，热阻大，温差大。层流底层：导热，热阻大，温差大。湍流核心：对流，热阻很小，温差很小。过渡区域：介于层流底层和湍流核心之间。热流体冷流体3、对流传热*牛顿冷却公式：对流传热速率方程#2022列管式换热器又称管壳式换热器，工业上广泛使用。传热面为壳内所有管束壁内外表面积。主要部件：封头、管板、管束、折流挡板、外壳管程：流体在同一组管束中的流程。壳程：流体在壳体中沿某一方向的流程。管壳式换热器示意图：三、两流体间传热过程的计算式中，K─总传热系数，W/(m2·℃)或W/(m2·K)；Q─总传热速率，W或J/s；A─总传热面积，m2；?tm─两流体的平均温差，℃或K。单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。冷热两流体通过间壁传热过程，其总传热速率Q与传热面积A和两流体温度差成正比。即总传热速率方程式：*一、热量衡算图中，─热、冷流体的质量流量，kg/s；cp1,cp2─热、冷流体的比热容，J/(Kg℃)；h1,h2─冷流体的进、出口焓，J/kg；H1,H2─热流体的进、出口焓，J/kg。热流体G1,T1,cp1,H1T2H2冷流体G2,t2,cp2,h1t2h2列管换热器*假设，传热过程无热损失：热量衡算式：若流体均无相变，且流体比热容cp不随温度变化。此时，热量衡算式：*一、恒温传热：二、变温传热：二、求传热平均温度差饱和蒸汽-液体沸腾两侧流体温度沿传热面无变化。一侧或两侧流体沿传热面的不同位置温度不同。三、流体流动方式：逆流：冷热流体沿传热面两侧流向相反。顺流：冷热流体沿传热面两侧流向相同。错流：两流体垂直交叉流动。折流：一侧