[工學(xué)]17傳熱過(guò)程計(jì)算(編輯修改稿)
2025-02-15 10:37 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2)用經(jīng)驗(yàn)公式求 K3)用串聯(lián)熱阻的概念求 K冷、熱兩流體的溫度分別為 T和 t， 給熱系數(shù)分別為 h2和 h1， 管壁熱側(cè)表面和冷側(cè)表面的溫度分別為 Tw和 tw,間壁兩側(cè)面積分別為 A1和 A2， 流體通過(guò)間壁的熱交換經(jīng)過(guò) “對(duì)流 — 傳導(dǎo) — 對(duì)流 ”三個(gè)串聯(lián)步驟?？倐鳠嵯禂?shù)總傳熱系數(shù)OverallHeatTransferCoefficient串聯(lián)熱阻法：根據(jù)牛頓冷卻定律 根據(jù)傅立葉導(dǎo)熱定律 總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)OverallHeatTransferCoefficient串聯(lián)過(guò)程， dQ相等：由傳熱基本方程：總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)OverallHeatTransferCoefficient對(duì)比兩式有：冷熱兩流體通過(guò)間壁進(jìn)行熱交換的總熱阻等于兩個(gè)對(duì)流熱阻與一個(gè)導(dǎo)熱熱阻之和，與串聯(lián)電路歐姆定律類似。 總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)OverallHeatTransferCoefficient根據(jù)列管換熱器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，傳熱面積以換熱管外表面計(jì)算，則：因?yàn)椋河校嚎倐鳠嵯禂?shù)總傳熱系數(shù)Overall Heat Transfer Coefficient當(dāng)間壁為平壁，或管壁很薄或管徑較大時(shí)， dAdA dAm和 dA相等或近似相等，則： 總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)OverallHeatTransferCoefficient一般換熱器，管壁薄且 k大，即 d1=d2， b/k可忽略。 總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)OverallHeatTransferCoefficient例： h1=1000， h2=10，則 K=，趨近于小的一個(gè) h。說(shuō)明總傳熱系數(shù)總是接近與 h小的值，即是說(shuō)，傳熱的熱阻主要集中在 h小的一側(cè)流體。如 h1h2， 1/K=(h1+h2)/h1h2≈h1/h1h2=1/h2K≈h2欲提高 K值，關(guān)鍵是提高較小的給熱系數(shù)。216。 冷流體阻力控制， h1h2，則 K≈h2例：蒸汽冷凝器216。 熱 流體阻力控制， h1h2，則 K≈h1例：空氣冷卻器216。 兩 側(cè) 流體 聯(lián) 合控制， h1≈h2， 則 K=1/(1/h1+1/h2)例： 換熱 器總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)OverallHeatTransferCoefficient例 46：某空氣加熱器，蒸汽在管間冷凝，以加熱管內(nèi)流動(dòng)的空氣，已知空氣側(cè)給熱系數(shù) h1＝ 50W/m2K， 蒸汽冷凝給熱系數(shù) h2＝ 5000W/m2K， 為強(qiáng)化傳熱，現(xiàn)（ 1）將蒸汽給熱系數(shù)提高 1倍，求總傳熱系數(shù)；（ 2）將空氣給熱系數(shù)提高 1倍，求總傳熱系數(shù)。解：計(jì)算表明：提高大給熱系數(shù)，總傳熱系數(shù)基本不變；提高小給熱系數(shù) 1倍，總傳熱系數(shù)提高近 1倍。查取 K值 在有關(guān)傳熱手冊(cè)和專著中載有某些情況下 K的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，可供設(shè)計(jì)參考。注意應(yīng)選用工藝條件接近、傳熱設(shè)備類似的較為成熟的經(jīng)驗(yàn) K值作為設(shè)計(jì)依據(jù)。流體種 類 總傳熱 系數(shù) KW/(m2K)水 — 氣體 12~60水 — 水 800~1800水 — 煤油 350左右水 — 有機(jī)溶 劑 280~850氣體 — 氣體 12~35飽 和水蒸氣 — 水 1400~4700飽 和水蒸氣 — 氣體 30~300飽 和水蒸氣 — 油 60~350飽 和水蒸氣 — 沸 騰 油 290~870總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)OverallHeatTransferCoefficient實(shí)驗(yàn)測(cè)定通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定現(xiàn)有換熱器的流體流量和溫度，再由傳熱基本方程計(jì)算 K值： 實(shí)驗(yàn)測(cè)定的 K值較為可靠。實(shí)測(cè) K值的方法不僅是為了在缺乏工業(yè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)提供設(shè)計(jì)依據(jù)，而且還可以籍助實(shí)測(cè)的 K值判斷換熱器的工作狀況，從而尋求強(qiáng)化傳熱的措施。 總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)OverallHeatTransferCoefficient計(jì)算得到的 K值與查取或?qū)崪y(cè)值相差較大，主要原因是給熱系數(shù) h的關(guān)聯(lián)式有一定誤差和污垢熱阻不易估計(jì)準(zhǔn)確。使用計(jì)算的 K值時(shí)應(yīng)慎重，最好與另外兩種方法作對(duì)照，以確定合理的 K值。 總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)OverallHeatTransferCoefficient污垢熱阻FoulingThermalresistance216。換熱器在運(yùn)行一段 時(shí)間后，流體介質(zhì)中可沉積物會(huì)在換熱表面上生成垢層，有時(shí)換熱面還會(huì)被流體腐蝕而形成垢層。垢層的生成對(duì)傳熱產(chǎn)生附加熱阻，使總傳熱系數(shù)減小，傳熱速率顯著下降。216。若垢層厚度為 ⊿ s， 垢層導(dǎo)熱系數(shù)為 λs， 則垢層熱阻為 Rs=⊿ s/λs。 因?yàn)楣笇訉?dǎo)熱系數(shù)很小，即使厚
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