[工學(xué)]17傳熱過程計(jì)算-文庫吧
2025-12-21 10:37 本頁面
【正文】 逆流傳熱可最大限度地利用熱能，節(jié)約載熱體的用量。逆流和并流傳熱特點(diǎn)逆流和并流傳熱特點(diǎn)CharactersofCocurrentandCountercurrentFlow在換熱器中，若參與換熱的兩流體都變溫，則一般都采用逆流操作，但是并流也有它的特點(diǎn)，例如工藝上要求被加熱的流體不得高于某一溫度，或被冷卻的流體不得低于某一溫度，采用并流較易控制。但需要注意，倘若采用逆流代替并流而節(jié)省了載熱體，則其平均溫差就未必仍比并流的大。 例：在套管換熱器中用 20℃ 的冷卻水將某溶液從100℃ 冷卻至 60℃ ，溶液流量為 1500kg/h， 溶液比熱為 (kg℃ )，已測(cè)得水出口溫度為 40℃ ，試分別計(jì)算并流與逆流操作時(shí)的對(duì)數(shù)平均溫差。若已知并流和逆流時(shí)總傳熱系數(shù) K=1000W/(m2℃ )， 求并流操作和逆流操作所需的傳熱面積。解：逆流和并流的平均溫差分別是：傳熱負(fù)荷為：逆流操作和并流操作時(shí)換熱器的面積分別是：逆流溫差大于并流溫差216。 在大多數(shù)的列管換熱器中，兩流體并非簡(jiǎn)單的逆流或并流，因?yàn)閭鳠岬暮脡?，除考慮溫度差的大小外，還要考慮到影響傳熱系數(shù)的多種因素以及換熱器的結(jié)構(gòu)是否緊湊合理等。所以實(shí)際上兩流體的流向，是比較復(fù)雜的多程流動(dòng)，或是相互垂直的交叉流動(dòng)。錯(cuò)流和折流CrossandBafflingFlow216。 錯(cuò)流：兩種流體的流向垂直交叉。216。 折流：一流體只沿一個(gè)方向流動(dòng)，另一流體反復(fù)來回折流；或者兩流體都反復(fù)折回。216。 復(fù)雜流：幾種流動(dòng)型式的組合。錯(cuò)流和折流CrossandBafflingFlow錯(cuò)流和折流時(shí)的平均溫差Temperature Difference ofCrossandBafflingFlow列管式換熱器中兩種流體的流動(dòng)比較復(fù)雜的多程流動(dòng)。對(duì)于錯(cuò)流或折流平均溫差，通常是先按逆流求算，然后再根據(jù)流動(dòng)型式加以修正，即 ?—— 溫差修正系數(shù)錯(cuò)流和折流時(shí)的平均溫差Temperature Difference ofCrossandBafflingFlow?與冷熱兩流體溫度變化有關(guān)，表示為 P和 R兩參數(shù)的函數(shù) 溫差修正曲線FairCurveofTemperatureDifference溫差修正曲線FairCurveofTemperatureDifference溫差修正曲線FairCurveofTemperatureDifference錯(cuò)流和折流時(shí)平均溫差的數(shù)學(xué)解析式錯(cuò)流和折流時(shí)平均溫差的數(shù)學(xué)解析式Formula for Average TemperatureDifferenceinCrossandBafflingFlow對(duì)于 m殼程、 2mn管程（如 12， 14， 28， … ）換熱器： 當(dāng) R≠1時(shí)： 當(dāng) R=1時(shí)： 216。?＜ 1(?tm＜ ?tm,逆 )是由于復(fù)雜流動(dòng)中同時(shí)存在并流和逆流；216。換熱器設(shè)計(jì)時(shí) ?值不應(yīng)小于 ，否則不經(jīng)濟(jì)；216。可改用多殼程來增大 ?，即將幾臺(tái)換熱器串聯(lián)使用 。 錯(cuò)流和折流時(shí)平均溫差的數(shù)學(xué)解析式錯(cuò)流和折流時(shí)平均溫差的數(shù)學(xué)解析式Formula for Average TemperatureDifferenceinCrossandBafflingFlow流向的選擇流向的選擇HowtoDecideFlowDirection？？216。 各種流動(dòng)型式，逆流和并流可以看成是兩種極端情況。在流體進(jìn)出口溫度相同的條件下，逆流的平均溫差最大，并流最小，其它流動(dòng)型式的 ?tm介于兩者之間。從提高傳熱推動(dòng)力來言，逆流最佳。216。 1）在熱負(fù)荷 Q、 K相同時(shí)，采用逆流可以較小的傳熱面積 A完成相同的換熱任務(wù)；216。 2）在熱負(fù)荷 Q、 A相同時(shí)，可以節(jié)省加熱和冷卻介質(zhì)的用量或多回收熱。216。 3）逆流時(shí)，傳熱面上冷熱流體間的溫度差較為均勻。流向的選擇流向的選擇HowtoDecideFlowDirection？？216。 2．在某些方面并流也優(yōu)于逆流。如工藝上要求加熱某一熱敏性物質(zhì)時(shí)，要求加熱溫度不高于某值（并流 t2maxT2）；或易固化物質(zhì)冷卻時(shí)，要求冷卻溫度不低于某值（并流T2mint2），如易于控制流體出口溫度。216。 3．采用折流和其它復(fù)雜流型的目的是為了提高傳熱系數(shù) h，從而提高 K來減小傳熱面積。?用來表示某種流動(dòng)型式在給定工況下接近逆流的程度，綜合利弊，最好使 ?，絕不能使?，否則另外選其他流型。流向的選擇流向的選擇HowtoDecideFlowDirection？？216。 4．當(dāng)換熱器一側(cè)流體發(fā)生相變，可能其溫度保持不變，此時(shí)就無所謂逆并流，不論何種流動(dòng)形式，只要進(jìn)出口溫度相同，則 ?tm均相等?？倐鳠嵯禂?shù)總傳熱系數(shù)OverallHeatTransferCoefficient216?？倐鳠嵯禂?shù) K綜合反映傳熱設(shè)備性能，流動(dòng)狀況和流體物性對(duì)傳熱過程的影響，倒數(shù)1/K稱為傳熱過程的總熱阻。216。傳熱速率關(guān)系 總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)OverallHeatTransferCoefficient216。取得 K的途徑1)實(shí)際測(cè)定
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