傳熱學(xué)第10章--傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算-文庫吧
2025-07-21 02:32 本頁面
【正文】 17 4 簡(jiǎn)單順流及逆流換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差傳熱方程的一般形式：這個(gè)過程對(duì)于傳熱過程是通用的，但是當(dāng)溫差 沿整個(gè)壁面不是常數(shù)時(shí)，比如等壁溫條件下的管內(nèi)對(duì)流換熱，以及我們現(xiàn)在遇到的換熱器等。對(duì)于前者我們?cè)?jīng)提到過對(duì)數(shù)平均溫差 (LMTD)的公式，但是沒有給出推導(dǎo)。下面我們就來看看 LMTD的推導(dǎo)過程dthdtcthtc第 9章 傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算 —— 167。92* 18 以 順流 情況為例，并作如下假設(shè) ：（ 1）冷熱流體的質(zhì)量流量 qm qm1以及比熱容 c2,c1是常數(shù)； (2) 傳熱系數(shù)是常數(shù)；（ 3）換熱器無散熱損失；（ 4）換熱面沿流動(dòng)方向的導(dǎo)熱量可以忽略不計(jì)。要想計(jì)算沿整個(gè)換熱面的平均溫差，首先需要知道當(dāng)?shù)販夭铍S換熱面積的變化，即 ，然后再沿整個(gè)換熱面積進(jìn)行平均第 9章 傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算 —— 167。92* 19 在前面假設(shè)的基礎(chǔ)上，并已知冷熱流體的進(jìn)出口溫度，現(xiàn)在來看圖 913中微元換熱面 dA一段的傳熱。溫差為：在固體微元面 dA內(nèi)，兩種流體的換熱量為 :對(duì)于熱流體和冷流體 :第 9章 傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算 —— 167。92* 20 可見，當(dāng)?shù)販夭铍S換熱面呈指數(shù)變化，則沿整個(gè)換熱面的平均溫差為：第 9章 傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算 —— 167。92* 21 (1)(2)(3)(1)+(2)+(3) 對(duì)數(shù)平均溫差第 9章 傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算 —— 167。92* 22 順流：逆流時(shí)：第 9章 傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算 —— 167。92* 23 其他過程和公式與順流是完全一樣，因此，最終仍然可以得到：第 9章 傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算 —— 167。92* 24 順流和逆流的區(qū)別在于：順流：逆流：或者我們也可以將對(duì)數(shù)平均溫差寫成如下統(tǒng)一形式 (順流和逆流都適用 )第 9章 傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算 —— 167。92* 25 5 算術(shù)平均溫差平均溫差的另一種更為簡(jiǎn)單的形式是算術(shù)平均溫差，即算術(shù)平均溫差相當(dāng)于溫度呈直線變化的情況，因此，總是大于相同進(jìn)出口溫度下的對(duì)數(shù)平均溫差，當(dāng) 時(shí)，兩者的差別小于 4％；當(dāng) 時(shí)，兩者的差別小于 ％。第 9章 傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算 —— 167。92* 26 6 其他復(fù)雜布置時(shí)換熱器平均溫差的計(jì)算以上所討論的對(duì)數(shù)平均溫差 (LMTD)只是針對(duì)純順流和純逆流情況，而這種情況的出現(xiàn)是比較少的，實(shí)際換熱器一般都是處于順流和逆流之間，或者有時(shí)是逆流，有時(shí)又是順流。對(duì)于這種復(fù)雜情況，我們當(dāng)然也可以采用前面的方法進(jìn)行分析，但數(shù)學(xué)推導(dǎo)將非常復(fù)雜，實(shí)際上，逆流的平均溫差最大，因此，人們想到對(duì)純逆流的對(duì)數(shù)平均溫差進(jìn)行修正以獲得其他情況下的平均溫差。是給定的冷熱流體的進(jìn)出口溫度布置成逆流時(shí)的 LMTD， ?是小于1的修正系數(shù)。圖 915 ~ 918分別給出了管殼式換熱器和交叉流式換熱器的 ? 。第 9章 傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算 —— 167。92* 27 關(guān)于 ?的注意事項(xiàng)（ 1） ? 值取決于無量綱參數(shù) P和 R式中：下標(biāo) 2分別表示兩種流體，上角標(biāo) ` 表示進(jìn)口， `` 表示出口，圖表中均以 P為橫坐標(biāo)， R為參量。（ 3） R的物理意義：兩種流體的熱容量之比（ 2） P的物理意義：流體 2的實(shí)際溫升與理論上所能達(dá)到 的最大溫升之比，所以只能小于 1（ 4） 對(duì)于管殼式換熱器，查圖時(shí)需要注意流動(dòng)的 “程 ”數(shù)第 9章 傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算 —— 167。92* 28 7 各種流動(dòng)形式的比較(1)順流和逆流是兩種極端情況，在相同的進(jìn)出口溫度下，逆流的 最大，順流則最??；? 順流時(shí) ，而逆流時(shí)， 則可能大于 ，可見，逆流布置時(shí)的換熱最強(qiáng)。In OutIn Out第 9章 傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算 —— 167。92* 29 (3) 那么是不是所有的換熱器都設(shè)計(jì)成逆流形式的就最好呢？不是，因?yàn)橐慌_(tái)換熱器的設(shè)計(jì)要考慮很多因素，而不僅僅是換熱的強(qiáng)弱。比如，逆流時(shí)冷熱流體的最
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