热交换器热计算的基本原理.ppt

传热有效度定义（换热器效能）定义文字表述：传热有效度为换热器实际传热量与最大可能传热量之比。实际传热量最大可能传热量：指一个面积为无穷大且其流体流量和进口温度与实际热交换器的流量和进口温度相同的逆流型热交换器所能达到的传热量的极限值。§1.3传热有效度第26页，共57页，星期日，2025年，2月5日如果即热流体的热容量为小=较小热容量的流体达到最大温度变化时的传热量。根据定义如果即热流体的热容量为小第27页，共57页，星期日，2025年，2月5日关于传热有效度的一些说明：一个无因次参数恒小于1实用性：已知、、，则可求实际传热量Q由热平衡方程式，则可求两流体的出口温度。校核性计算出口温度第28页，共57页，星期日，2025年，2月5日2.顺流和逆流时的传热有效度及传热单元数（1）顺流时的传热有效度由热平衡方程式第29页，共57页，星期日，2025年，2月5日等量代换如果冷流体是热容量小的流体第30页，共57页，星期日，2025年，2月5日如果热流体是热容量小的流体比较发现，顺流时的传热有效度可统一写成第31页，共57页，星期日，2025年，2月5日传热单元数(NumberofTransferUnit)传热单元数：无量纲数令（热容比）顺流（P25－1.36）反映了传热有效度、传热单元数和热容比三者的关系传热系数与传热面积的乘积与较小热容量的比值，代表了热交换器传热能力的大小。在一定程度上表征了换热器综合技术经济性能。令第32页，共57页，星期日，2025年，2月5日P26顺流热交换器的传热有效度第33页，共57页，星期日，2025年，2月5日当任一种流体在相变条件下传热，即当两种流体的热容量相等，即第34页，共57页，星期日，2025年，2月5日（2）逆流时的传热有效度当任一种流体在相变条件下传热，即当两种流体的热容量相等，即第35页，共57页，星期日，2025年，2月5日P27逆流热交换器的传热有效度第36页，共57页，星期日，2025年，2月5日（3）其它流动方式时的传热有效度1-2型热交换器（管壳式热交换器）无论是先逆后顺，还是先顺后逆；1-2n型热交换器，其传热有效度值与1-2型相差很小，因而也可用。适用于P29,1-42第37页，共57页，星期日，2025年，2月5日P301-2型热交换器的传热有效度第38页，共57页，星期日，2025年，2月5日温度为99℃的热水进入一个逆流式热交换器，将4℃的冷水加热到32℃。热水流量为9360Kg/h，冷水的流量为4680Kg/h，传热系数为830，试分别采用对数平均温差法和传热单元数法计算该换热器的传热面积。取水的比热为4.186kJ/kg.℃设计性计算时两方法不差上下例1第39页，共57页，星期日，2025年，2月5日解：由题意可知，热容量：由热平衡方程（1）采用对数平均温差法第40页，共57页，星期日，2025年，2月5日第1页，共57页，星期日，2025年，2月5日§1.1热交换器的热计算基本方程式热计算的类型：得到传热量、流体进出口温度、传热系数、传热面积及其相互之间关联性。设计性热计算：设计一个新的换热器校核性热计算：校核设计出的换热器是否达标目的：确定换热器传热面积目的：确定流体出口温度，考察非设计工况下性能传热方程热平衡方程第2页，共57页，星期日，2025年，2月5日§1.1热交换器的热计算基本方程式传热方程式：普遍形式微元传热面积微元传热面传热系数微元传热面流体温差工程形式传热面积传热面平均传热系数流体之间的平均温差如何求第3页，共57页，星期日，2025年，2月5日§1.1热交换器的热计算基本方程式热平衡方程式：普遍形式：无相变时：定比热时：定义为热容量，记作W如果是容积或摩尔流量呢？第4页，共57页，星期日，2025年，2月5日§1.1热交换器的热计算基本方程式热平衡方程式：温度变化与热容量成反比，即热容量越大的流体其温度变化越小上述考虑均未考虑换热器的散热损失考虑换热器散热损失后第5页，共57页，星期日，2025年，2月5日§1.1热交换器的热计算基本方程式热平衡方程式：已知Q和流体进、出口温度，求流体热容W已知流体热容W和进、出口温度，求热负荷Q已知W和一种流体的进、出口温度以及另一种流体的进口（或者出口），可求出口（或者进口）温度。第6页