【正文】 0W/ m2 白體：能全部反射輻射能的物體 R=1。 為提高傳熱系數(shù)且使釜內(nèi)液體受熱均勻，可在釜內(nèi)安 裝攪拌器。 （三） 浮頭式換熱器 P274 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜 ,成本高 ,消除了溫差應(yīng)力，應(yīng)用廣泛 . 二、列管式換熱器的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題 （一）流體流徑的選擇 P279 在換熱器中，哪一種流體流經(jīng)管程，哪一種流經(jīng)殼程，下列幾點(diǎn)可作為選擇的一般原則： （ 1） 不潔凈或易結(jié)垢的液體宜在管程，因管內(nèi)清洗方便。 （五）流動(dòng)方式的選擇 * 除逆流和并流之外，在列管式換熱器中冷、熱流體還可以作各種多管程多殼程的復(fù)雜流動(dòng)。 （一）增大傳熱面積 S 關(guān)于傳熱面積 A的改變，不以增加換熱器臺(tái)數(shù)，改變換熱器的尺寸來(lái)加大傳熱面積 S，而是通過(guò)對(duì)傳熱面的改造，如開(kāi)槽及加翅片、以不同異形管代替光滑圓管等措施來(lái)加大傳熱面積以強(qiáng)化傳熱過(guò)程。與正方形相比，等邊三角形排列比較緊湊，管外流體湍動(dòng)程度高，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大。流速高，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大，逆流流動(dòng)，平均溫差最大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能承受高壓，應(yīng)用方便。 兩固體間的輻射傳熱 P267 工業(yè)上常遇到兩固體間的相互輻射傳熱，輻射傳熱量不僅與兩固體的吸收率、反射率、形狀及大小有關(guān)，而且與兩者之間距離和相互位置有關(guān)。 輻射傳熱 的特點(diǎn)： 以電磁波形式傳播，不需要任何介質(zhì)進(jìn)行傳遞。 試求換熱器的傳熱面積 。 （ 2） 膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù) P256 蒸汽在水平管外冷凝 式中： ρ ——冷凝液的密度 ， kg/m3； r——蒸汽氣化熱 ， 取飽和溫度 ts下的數(shù)值 ， J/Kg； λ ——冷凝液的導(dǎo)熱系數(shù) ， W/（ ） ； μ ——冷凝液的粘度 ， ； Δ t——飽和溫度 ts與壁面溫度 tw之差 ， Δ t=tstw； n——水平管束在垂直列上的管子數(shù) ， 單根水平管 n=1。 t2＞ t1，所以 ρ2＜ ρ1。 管程 :管內(nèi)的流程 ,管程流體 。 ai、 ao相差不太大時(shí) ， 兩者必須同時(shí)提高 。 是流體的主要傳熱方式?！?） ；中間為保溫磚 ， 厚度 b2=310mm， 導(dǎo)熱系數(shù)λ 2=（ m λ ↑ ， 導(dǎo)熱能力 ↑ 。 連續(xù)的化工生產(chǎn)過(guò)程大都屬于穩(wěn)態(tài)傳熱 。 熱對(duì)流過(guò)程中往往伴有熱傳導(dǎo) 。 熱傳導(dǎo)的條件：當(dāng)物體內(nèi)部或兩個(gè)直接接觸的物體之間存在著溫度差 。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可耐高溫，但設(shè)備體積大，兩種流體有一定的混合。 溫度梯度 指 ： 沿等溫面法線方向的溫度變化率 方向：沿溫度增高方向?yàn)檎?，且與等溫面垂直 一維的溫度場(chǎng) ， 溫度梯度可表示為 l im0ttg r a d tn nn?????? ??dtgradtdx?2. 傅立葉定律 傅立葉定律是熱傳導(dǎo)的基本定律 ， 它表示熱傳導(dǎo)的速率與溫度梯度和垂直于熱流方向的導(dǎo)熱面積成正比 。K)/W （重點(diǎn)） dxdtSQ ????? ?? 210 ttb dtSQ d x ?積分：)( 12 ttbSQ ??? ?得：RtSbtt ?????21結(jié)論： ① Q正比于 Δ t， 反比于熱阻 R ② R=b/λ S b↑ ， R↑ 。 LrLrrrttrrLQ????22ln)())((212122112????變形：121221ln))((SSbSStt????1212lnSSSSS m??對(duì)數(shù)平均面積：mSbtt?21?? 2. 多層圓筒壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo) 以三層圓筒壁為例 。 1圖41 4 平壁兩側(cè)對(duì)流傳熱時(shí)沿?zé)崃鞣较虻臏囟确植记闆rT wTt wttsQ ?? ?St?1??KmW 2/：對(duì)流傳熱膜系數(shù)，?牛頓冷卻定律 說(shuō)明 ： 實(shí)驗(yàn)定律； 對(duì)壁面兩側(cè)流體（冷、熱），均適用； 熱流體： )( whh TTSQ ?? ?STThw?1??)( ttSQ wcc ?? ?冷流體 ： Sttcw?1??α 是計(jì)算關(guān)鍵，一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定 對(duì)流傳熱機(jī)理簡(jiǎn)介 熱邊界層的概念 熱邊界層 近壁處，流體溫度 顯著變化的區(qū)域 δ1tyu t wtt ∞t39。 當(dāng) Δt1/Δt22： 算術(shù)平均值 Δtm = (Δt1+Δt2)/2 ① 當(dāng)一側(cè)變溫另一側(cè)流體恒溫：并流或逆流的平均溫度差相等； ② 當(dāng)兩側(cè)流體變溫傳熱：并流和逆流時(shí)的平均溫度差則不同 。 例：水 強(qiáng)制對(duì)流， 蒸汽冷凝 KmW 2/10000250 ?：?KmW 2/150005000 ?：?2) 流體的物理性質(zhì) ρ 、 Cp、 λ 、 μ 等； λ ： ρ ： CP： μ ： ?? ?? ,??? ?? , eRCmkJC P 03 ./,量：?jiǎn)挝惑w積流體的熱容??? ?? ，PC??? ?? ， eR3 流體的溫度 流體溫度對(duì)對(duì)流傳熱的影響表現(xiàn)在流體溫度與壁面溫度之差以及流體物性隨溫度的變化。（設(shè)水在平均溫度下的物性參數(shù)為 3/9 9 6 mkg?? CkgKJC P 0./?sPa . 3???? Cmw 0/??2． 流體在管外強(qiáng)制對(duì)流 P252 1)流體 橫向 流過(guò) 管束 . 管束的排列：錯(cuò)列 、 直列 α 錯(cuò)列 ＞ α 直列 ?Nu ?Nu 2） 流體在換熱器的管間流動(dòng) P253 折流板 的存在使殼程流體的流動(dòng)方向不斷改變 ， 較小 Re（ Re=100），即可達(dá)到湍流 T1 T2 t1 t2 作用 ： 缺點(diǎn) ： 提高湍動(dòng)程度， ↑ α ， 強(qiáng)化傳熱； 另外，加固、支撐殼體。 CDE段，膜狀沸騰區(qū) ，當(dāng) Δ t增大到一定程度，汽泡產(chǎn)生速度大于脫離的速度，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)比液體小的多，使傳熱困難，對(duì)流傳熱系數(shù) α 下降 。換熱器的管尺寸為 ?25 ，管子根數(shù)為 85根。 ?? ??? dEE01 普朗克定律 的關(guān)系一定溫度下，黑體的 ?? ~bE1/512 ?????? Tcb ecE2161 107 4 wmc ???mkc 22 104 3 8 ???力為此溫度下黑體發(fā)射能連續(xù)變化，曲線下面積隨、 ??bE1)(2 TfE b ??、存在極值點(diǎn)、 ?bE32. 斯蒂芬 波爾茲曼定律 404 )1 0 0( TCTE b ?? ?428 / KmW????420 / KmWc ?黑體發(fā)射系數(shù)：例 某黑體初始溫度為 20℃ ， 后升溫至 600℃ ， 問(wèn)其前后輻射能力的變化 。 為提高傳熱系數(shù)，容器內(nèi)可安裝攪拌器。 （ 6） ) 若兩流體溫差較大，對(duì)于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，宜將表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的流體通入殼程，以減小熱應(yīng)力。 （六）折流擋板 安裝折流擋板的目的是為提高管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，為取得良好的效果，擋板的形狀和間距必須適當(dāng)。由圖可以看出，弓形缺口太大或太小都會(huì)產(chǎn)生 死區(qū) ，既不利于傳熱，又往往增加流體阻力。 (二）流體流速的選擇 列管換熱器內(nèi)常用的流速范圍 (P280） （三）流體兩端溫度的確定 (P280） （四）管子的規(guī)格和排列方法 目前我國(guó)試行的系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用 φ19 2 和 φ25 兩種規(guī)格，對(duì)一般流體是適用的。將蛇管成排地固定于鋼架上，被冷卻的流體在管內(nèi)流動(dòng)，冷卻水由管上方的噴淋裝置中均勻淋下，故又稱噴淋式冷卻器。 實(shí)際物體的輻射能力 E與同溫度下黑體的輻射能力 Eb之比，稱為該物體的黑度，用 ε 表示。冷卻水走管程，流量為 50m3/h，進(jìn)口溫度為 25℃ ，出口溫度為 40℃ 。K) 傳熱類(lèi)型 α/ W/(m 2 )/( wreu PRN ???)/(wreePRd???? ?或：6102 0 0 0 ?? eR 擋板切割度為 25%D 適用條件 ： 定性溫度 ： 特征尺寸 ： 2/)( 21 ttt m ??流道的當(dāng)量直徑 正方形排列 正三角形排列 0202 )4(4ddtd e????0202 )423(4ddtd e????3． 大空間自然對(duì)流傳熱 P254 大空間自然對(duì)流：傳熱面與周?chē)牧黧w溫度不同 ， 且在周?chē)鷽](méi)有阻礙自然對(duì)流的物體存在時(shí)所產(chǎn)生的純自然對(duì)流傳熱過(guò)程 。 (4) 流體的流動(dòng)狀態(tài) 層流和湍流 Re↑ ， 湍動(dòng)程度 ↑ ， δ t ↓ ， α ↑ 。 進(jìn) 、 出口條件相同時(shí) 并逆 , mm tt ???例 46 現(xiàn)用一列管式換熱器加熱原油，原油在管外流動(dòng)，進(jìn)口溫度為 100℃, 出口溫度為 160℃ ；某反應(yīng)物在管內(nèi)流動(dòng)，進(jìn)口溫度為250℃ ，出口溫度為 180℃ 。t39?！?） 。 試求： （ 1） 通過(guò)平壁的導(dǎo)熱熱量 ， W/m2； （ 2） 平壁內(nèi)距內(nèi)壁 150mm處的溫度 。K） 或 W/（ m 熱量傳遞 ： 管壁內(nèi)熱流體 對(duì)流傳熱 ??? ?? 管外壁熱傳導(dǎo) ?? ?? 冷流體對(duì)流傳熱 ??? ??(1)熱流體以對(duì)流方式將熱量傳遞到間壁的左側(cè) Q1 (2)熱量從間壁的左側(cè)以熱傳導(dǎo)的方式 傳遞到右側(cè) Q2 (3)以對(duì)流方式將熱量從右側(cè)壁面?zhèn)鬟f給冷流體 Q3 穩(wěn)態(tài)傳熱： Q1=Q2=Q3 典型的間壁式換熱器 1 套管式換熱器 2 列管式換熱器 傳熱速率與熱通量 傳熱速率 （ 熱流量 ） Q： 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)傳熱面的熱量 。 熱傳導(dǎo)存在于靜止物質(zhì)內(nèi)或垂直于熱流方向的層流底層中 。 氣體：分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而引起的 。 單位傳熱面積的傳熱速率