1674傳熱計(jì)算(編輯修改稿)
2024-11-17 14:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 P=(t2t1)/ (T1 t1) = 冷流體的溫升 /兩流體的最初溫差 根據(jù)冷 、 熱流體進(jìn) 、 出口的溫度 ， 依上式求出 R和 P值后 ，校正系數(shù) εΔt值可根據(jù) R和 P兩參數(shù)從相應(yīng)的圖中查得 。 4 錯(cuò)流和折流時(shí)的平均溫度差 mwwwmwtKSttStTSbTTSQ????????)()()(2211???11 SQTTw ???22 SQtSbQTtmww ?? ????對(duì)穩(wěn)定傳熱過程 式中 S S Sm分別代表熱流體側(cè)傳熱面積 、 冷流體側(cè)傳熱面積 和平均傳熱面積 。 Tw、 tw分別代表熱流體側(cè)和冷流體側(cè)的壁溫 α α2分別代表熱流體側(cè)和冷流體側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù) 整理上式可得 四、壁溫的計(jì)算 例 在一由 216。25 ， 管內(nèi)通入高溫氣體 ， 進(jìn)口 500℃ ,出口 400℃ 。 管外為 p=981kN/m2壓力 （ 絕壓 ） 的水沸騰 。 已知高溫氣體對(duì)流傳熱系數(shù) a1=250W/ m2℃， 水沸騰的對(duì)流傳熱系數(shù) a2=10000 W/ m2℃ 。 忽略管壁 、 污垢熱阻 。 試求管內(nèi)壁平均溫度 Tw及管外壁平均 tw。 kmwddddbKm??????????2212111/242252010 00 01204525011111???解： (a) 總傳熱系數(shù) 以管子內(nèi)表面積 S1為基準(zhǔn) (c)計(jì)算單位面積傳熱量 1882506558045011????? SQTT w ?℃ (d)管壁溫度 Q/S1=K1Δtm =242 271=65580W/ m2 T熱流體的平均溫度 ， 取進(jìn) 、 出口溫度的平均值 T=(500+400)/2=450 ℃ 管內(nèi)壁溫度 (b) 平均溫度差 在 p=981 kN/m2， 水的飽和溫度為 179℃ 27 12 )17 940 0()17 950 0( ?????? mt℃ 管外壁溫度 mww SQbTt???21111/582 20655 80 mwddSQSSSQSQmmm????? 845 82 9 0450 02 88 ????wt℃ 由此題計(jì)算結(jié)果可知：由于水沸騰對(duì)流傳熱系數(shù)很大 ， 熱阻很小 ， 則壁溫接近于水的溫度 ， 即 壁溫總是接近對(duì)流傳熱系數(shù)較大一側(cè)流體的溫度 。 又因管壁熱阻很小 ， 所以管壁兩的溫度比較接近 。 ? 強(qiáng)化傳熱的目的：以最小的傳熱設(shè)備獲得最大的生產(chǎn)能力 。 ? 強(qiáng)化傳熱的途徑： 加大傳熱面積 加大傳熱面積可以增大傳熱量 ， 但設(shè)備增大 ， 投資和維費(fèi)也隨之增加 。 可采用翅片或螺旋翅片管代替普通金屬管 。 增加平均溫度差 在理論上可采取提高加熱介質(zhì)溫度或降低冷卻介質(zhì)溫度的辦法 ， 但受客觀條件 （ 蒸汽壓強(qiáng) 、 氣溫 、 水溫 ） 和工藝條件 （ 熱敏性 、 冰點(diǎn) ） 的限制 。 提高蒸汽壓強(qiáng) ， 設(shè)備造價(jià)會(huì)隨之提高 。在一定氣源壓強(qiáng)下 ， 可以采取降低管道阻力的方法來提高加熱蒸汽的壓強(qiáng) 。 在一定條件下也可采用逆流代替并流 。 減少傳熱阻力 （ 1） 減少壁厚或使用熱導(dǎo)率較高的材料； （ 2） 防止污垢形成或經(jīng)常清除污垢； （ 3） 加大流速 ， 提高湍動(dòng)程度 ， 減少層流內(nèi)層的厚度均有利于提高對(duì)流傳熱系數(shù) 。 五、傳熱的強(qiáng)化 換熱器的分類： ?按用途分：加熱器 、 冷卻器 、 蒸發(fā)器 、 再沸器 、 冷凝器等 ?按傳熱方式分：間壁式 、 混合式 ?按換熱器結(jié)構(gòu)和傳熱面形式對(duì)間壁式換熱器分類：管式和 板式兩類 。 前者包括蛇管式 、 套管式 、 列管式 、 翅片管式 等 ， 后者包括板式 、 螺旋板式 、 夾套式等 第六節(jié) 換熱器 t1 t2 T1 T2 ?結(jié)構(gòu)：兩種直徑不同的標(biāo)準(zhǔn)管組成同心套管 ， 內(nèi)管可用 U形管連接 ， 而外管之間也由管子連接 。 一、間壁式換熱器 套管式換熱器 套管換熱器 ? 套管式換熱器由幾段不同口徑的不銹鋼管組成的同心套管聯(lián)接而成。每段套管稱為一程，長(zhǎng)度一般為 46m。每程的內(nèi)管之間用 U型管聯(lián)接，外管之間用支管聯(lián)接。 ?注意：適當(dāng)選擇兩個(gè)管徑 ， 以使內(nèi)管與環(huán)隙間的流體呈湍流狀態(tài) ， 使具有較高的總傳熱系數(shù) ， 同時(shí)也減少垢層的形成 。 ?缺點(diǎn)：?jiǎn)挝粋鳠崦娴慕饘傧牧亢艽?， 占地較大 ， 故一般適用于流量不大 、 所需傳熱面亦不大及高壓的場(chǎng)合 。 ?優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 能耐高壓 、 制造方便 、 應(yīng)用靈便 、 傳熱面易于增減 。 蛇管式換熱器可分為沉浸式和噴淋式兩種 。 ?沉浸式蛇管換熱器 蛇管多以金屬管子彎繞而成 ， 或制成適應(yīng)容器需要的形狀 ， 沉浸在容器中 ， 兩種流體分別在管內(nèi) 、 外進(jìn)行換熱 。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 便于制造 、 便于防腐 、 且能承受高壓 。 缺點(diǎn)：管外液體的對(duì)流傳熱系數(shù)較小 ， 從而總傳熱系數(shù)亦小 ， 如增設(shè)攪拌裝置 ， 則可提高傳熱效果 。 ?噴淋蛇管式換熱器 冷水由最上面管子的噴淋裝置中淋下 ， 沿管表面下流 ， 而被冷卻的流體自最下面管子流入 ， 由最上面管子中流出 ， 與外面的冷流體進(jìn)行熱交換 ，所以傳熱效果較沉浸式為好 。 與沉浸式相比 ， 該換熱器便于檢修和清洗 。其缺點(diǎn)是占地較大 ， 水滴濺灑到周圍環(huán)境 ， 且噴淋不易均勻 。 2 蛇管式換熱器 結(jié)構(gòu)：殼體 、 管束 、 管板 （ 又稱花板 ） 、 封頭 （ 端蓋 ） 等 。 冷、熱流體兩種流體在列管式換熱器內(nèi)進(jìn)行換熱時(shí)，一種流體通過管內(nèi)，其行程稱為管程；另一種流體在管外流動(dòng)，其行程稱為殼程。 換熱器內(nèi)通過管內(nèi)的流體每通過一次管束稱為一個(gè)管程；管程數(shù)多有利于提高管程流體的流速和對(duì)流傳熱系數(shù)，但能量損失增加，傳熱溫度差小，程數(shù)以 6程多見。 管外流體每通過一次殼體成為一個(gè)殼程。 在管外裝有折流板（或擋板）可以提高殼程流體的流速，以保持較高的傳熱系數(shù)，折
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