【正文】 ower Engineering － NCEPU 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 0l n( / )2iwddRL???間壁式換熱器的總傳熱熱阻 111wR hA?熱流體側(cè)對(duì)流換熱熱阻 wR A???間壁的導(dǎo)熱熱阻 污垢熱阻 ddddrRAA????冷流體側(cè)對(duì)流換熱熱阻 221wR hA?流體與潔凈肋片間的對(duì)流換熱熱阻 01wR hA??主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 典型間壁的傳熱熱阻 121 1 1 1[ ( ) ( ) ]ddwrrk A A h h??? ? ? ? ?平壁 0120l n ( / )1 1 1 1 1[ ( ) ( ) ]2iddiddrrk A d L h L d L h? ? ? ?? ? ? ? ?圓管壁 0120l n ( / )1 1 1 1 1( ) [ ( ) ]2iddiddrrk A d L h L h A? ? ? ?? ? ? ? ?圓管壁外側(cè)帶肋片 12001 1 1 1 1[ ( ) ] [ ( ) ]ddwrrk A h A A h A?? ? ?? ? ? ? ?平壁兩側(cè)帶肋片 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 幾種常見(jiàn)擴(kuò)展表面的肋片效率： f? ?實(shí) 際 散 熱 量假 想 整 個(gè) 肋 表 面 的 溫 度 處 于 肋 根 溫 度 下 的 散 熱 量0ta nh ( )mHmH? ＝ c2h P hmA? ? ????對(duì)于等截面直肋： f????f????fh ???肋片效率的影響因素： 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 39。0 39。ta n h ( )mHmH? ＝39。 = ( 1 + 0 .3 5 l n )2f b fbd d dHd?等厚度環(huán)肋：（工程上常用的，簡(jiǎn)化的） ?管束外整體肋（制冷裝置的蒸發(fā)器，空冷凝汽器） =bar?39。 = 1 . 2 8 0 . 2ab??順排（矩形肋片）： 39。39。= ( 1 ) ( 1 + 0 . 3 5 l n )2 bdH ??叉排，三角形（六邊形肋）： 39。 = 1 . 2 7 0 . 3ba?? 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU rb a b rb a b 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 三、對(duì)數(shù)平均溫差 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 順流與逆流的比較： 順流 逆流 （ 1） 順流時(shí)冷流體的終溫永遠(yuǎn)低于熱流體的終溫 ， 而逆流時(shí)冷流體的終溫可以超過(guò)熱流體的終溫； （ 2） 計(jì)算證明 ，當(dāng)冷 、 熱流體進(jìn)出口溫度相同時(shí) ， 逆流的平均溫差大于順流 ； （ 3） 逆流時(shí)換熱面的溫度變化大 ， 容易造成熱應(yīng)力破壞 ； 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 對(duì)于如圖所示的簡(jiǎn)單多程交叉流 ， 只要折流一方的折流次數(shù)多于 4次 ， 就可以按純逆流或純順流來(lái)計(jì)算 。 ? ?mm c tftt?? ? ?? ?m ctft? 為冷 、 熱流體進(jìn) 、 出口溫度相同情況下逆流時(shí)的對(duì)數(shù)平均溫差； ?為小于 1的修正系數(shù) ， 2212ttPtt?? ??????112239。ttRtt?????? ??其它復(fù)雜布置時(shí)換熱器 平均傳熱溫差的計(jì)算 對(duì)于復(fù)雜的多程交叉流 ? ?,f P R? ?主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 殼側(cè) 1程 ， 管側(cè) 2， 4， 6， ??? 程時(shí)的溫差修正系數(shù) 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 殼側(cè) 2程 ， 管側(cè) 4， 8， 12， ??? 程時(shí)的溫差修正系數(shù) 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 交叉流 ， 兩側(cè)流體都不混合時(shí)的溫差修正系數(shù) 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 交叉流 ， 一側(cè)混合 、 一側(cè)不混合時(shí)的溫差修正系數(shù) 幾點(diǎn)說(shuō)明： （ 1） 圖的下半部 ， 尤其 R較大時(shí) ， 曲線(xiàn)幾乎豎直 ，查圖誤差較大 ， 這時(shí)可用 PR 代替 P， 1/R代替 R查圖 。對(duì)任意一臺(tái)換熱器 ， 都有 f (P, R ) = f (PR, 1/R )， 這稱(chēng)為換熱器的互易性規(guī)則 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU （ 2） 若有一側(cè)發(fā)生相變 ， P、 R中必有一個(gè)等于零 ，此時(shí) ? =1。 2212ttPtt?? ??????112239。ttRtt?????? ??（ 3） 冷 、 熱流體走管側(cè)還是殼側(cè)不影響修正系數(shù) ，即不影響傳熱溫差 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 分別指出 （ a)、 (b)兩組圖中的兩個(gè)圖哪個(gè)正確 。 1 2 1 2 1 2 1 2( a ) : 。 ( b ) :t t t t t t t t? ?? ?? ? ? ?? ?? ?? ? ? ? ? ?主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 換熱器傳熱計(jì)算的基本方法 換熱器的熱計(jì)算分為兩種類(lèi)型： (1) 設(shè)計(jì)計(jì)算 ：根據(jù)換熱條件和要求 ， 設(shè)計(jì)一臺(tái)新?lián)Q熱器 ， 為此需要確定換熱器的類(lèi)型 、 結(jié)構(gòu)及換熱面積 。 換熱器計(jì)算的兩種方法： ； 2. 效能 傳熱單元數(shù)法 。 (2) 校核計(jì)算 ：核算已有換熱器能否滿(mǎn)足換熱要求 ，一般需要計(jì)算流體的出口溫度 、 換熱量及流動(dòng)阻力等 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 1. 換熱器傳熱計(jì)算的平均溫差法： （ 1） 設(shè)計(jì)計(jì)算： 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的要求 ， 給定冷 、 熱流體的質(zhì)量流量 和 4個(gè)進(jìn) 、 出口溫度中的 3個(gè) ， 需確定換熱器的型式 、 結(jié)構(gòu) ， 計(jì)算傳熱系數(shù) k、 換熱面積 A、 流動(dòng)阻力及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等 。 12mmqq、 換熱器傳熱計(jì)算的基本公式： mk A t? ??? ?1 1 1 1mpq c t t? ? ????? ?2 2 2 2mpq c t t? ?? ??? 3個(gè)方程有 8個(gè)獨(dú)立變量 ， 只要知道其中 5個(gè)變量 ，可求其它 3個(gè) 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟： (a) 根據(jù)給定的換熱條件 ， 如流體性質(zhì) 、 流量 、 溫度和壓力范圍等 ， 選擇換熱器類(lèi)型 ， 布置換熱面 ， 計(jì)算換熱面兩側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 及總傳熱系數(shù) k； 12hh、 (b) 根據(jù)給定條件 ， 由式 求出未知的進(jìn) 、 出口溫度 ， 并求出換熱量 ?； ? ?1 1 1 1mpq c t t? ? ???? ? ?2 2 2 2mpq c t t? ?? ??? (c) 由 4個(gè)進(jìn)出口溫度及流動(dòng)型式求平均溫差 ； mt? (d) 由式 求出所需的換熱面積 A ， 如與初選換熱面積不一致 ， 則需重新布置換熱面 。 mk A t? ?? (e) 計(jì)算換熱器的流動(dòng)阻力 ， 如果阻力過(guò)大 ， 會(huì)加大設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用 ， 須改變方案 ， 重新設(shè)計(jì) 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU (2) 校核計(jì)算： 已知已有換熱器的換熱面積 A、 兩側(cè)流體的質(zhì)量流量 、 進(jìn)口溫度 等 5個(gè)參數(shù) ， 須計(jì)算熱 、冷流體的出口溫度 和換熱量 ? 。 12,mmqq 12,tt??12,tt?? ?? 計(jì)算步驟： mk A t? ??? ?1 1 1 1mpq c t t? ? ????? ?2 2 2 2mpq c t t? ?? ??? (a) 先假設(shè)一個(gè)流體的出口溫度用熱平衡方程式求出換熱量 和另一個(gè)流體的出口溫度； ?? (b) 根據(jù)流體的 4個(gè)進(jìn) 、 出口溫度求平均溫差 ； mt? (c) 計(jì)算換熱面兩側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) ， 進(jìn)而求得傳熱系數(shù) k ； 12,hh (d)由式 求出換熱量 。 mk A t? ?? ??? (e)比較 與 ， 如果相差較大 ,再重新假設(shè)流體出口溫度 ， 重復(fù)上述計(jì)算 ， 直到滿(mǎn)意為止 。 ?? ???主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 一臺(tái)逆流式換熱器剛投入工作時(shí)的運(yùn)行參數(shù)如下：熱流體的質(zhì)量流量與比