化工原理(天大版---上冊(cè)第四章傳熱(編輯修改稿)
2025-04-18 05:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 熱阻相對(duì)于對(duì)流熱阻可忽略 時(shí) oio11K1?? ??442 總傳熱速率微分方程和總傳熱系數(shù) 1. 如果 α i αo oio11K1?? ?? oooi K,1K1,11 ???? ????提高對(duì)流傳熱系數(shù)小的一側(cè)的 α 2. 如果 α i與 αo 相差不大，必須同時(shí)提高兩側(cè)的 α 3. 如果 Rso與 Rsi為總熱阻中的控制因素，則必須減慢污垢的形 成速度或及時(shí)清理污垢 442 總傳熱速率微分方程和總傳熱系數(shù) 三 總傳熱速率與熱衡算式的關(guān)系 對(duì)總傳熱速率的微分式積分得 Q=KS ?t tSK)tt(Cw)TT(CwQ 12Pcc21Phh ????????443 平均溫度差法 一 恒溫傳熱時(shí)的平均溫度差 當(dāng)換熱器的管程和殼程都有相變化時(shí) ?t=Tt Q=KS ?t 二 變溫傳熱時(shí)的平均溫度差 443 平均溫度差法 1. 逆流時(shí)的平均溫度差 換熱器的熱量衡算微分式 dtCwdTCwdQ PccPhh ???常量常量?????dtCwdtdQCwdTdQPccPhh?QT、 Qt為直線關(guān)系 T=mQ +k， t=m39。Q+k 39。 兩式相減得： ?t= T t =（ m m 39。 ） Q+（ kk 39。 ） QttdQ)t(d 12 ??? ??ds)tT(KdQ ???又 Q ttdStK )t(d 12 ???? ???? dSQ ttt )t(dK1 12 ???? ??443 平均溫度差法 ?? ?? S0122t1t dSQttt)t(dK1 ??????SQ ttttlnK1 1212 ???? ??1212ttlnttSKQ???? ????又 Q=KS ?tm 1212lnttttt m??????? 逆流 ?t1 ?t2 443 平均溫度差法 2. 并流時(shí)的平均溫度差 1212lnttttt m???????443 平均溫度差法 3. 錯(cuò)流和折流時(shí)的平均溫度差 ? Underwood和 Bowman圖算法 先按逆流時(shí)計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫度差， 再乘以考慮流動(dòng)方向的校正系數(shù) ?tm=φ ?t? ?tm39。 ?tm 39。 ：按逆流時(shí)計(jì)算的對(duì)數(shù)平均溫度差 φ ?t：校正系數(shù) 冷熱流體的最初溫差冷物流的溫升????1112 tT ttP冷流體的溫升熱物流的溫降????1221 tt TTRφ ?t=f（ P， R） 圖 41圖 420 單殼程換熱器 兩殼程換熱器 四殼程換熱器 三殼程換熱器 φ ?t1 三 流向的選擇 1. 兩流體都為變溫傳熱時(shí) 443 平均溫度差法 Q=KS ?tm 1) 逆流時(shí)的所需換熱器的面積最小 2) 逆流時(shí)可節(jié)省冷熱介質(zhì)的用量 逆流時(shí)，熱流體出口溫度 T2可降至接近冷流體的進(jìn)口溫度 t1，溫降為（ T1t1） 并流時(shí)，熱流體出口溫度 T2只能降至接近冷流體的出口溫度 t2， 溫降為（ T1t2） )tt(Cw)TT(CwQ 12Pcc21Phh ????443 平均溫度差法 3) 某特殊情況采用并流 4) 當(dāng)需提高總傳熱系數(shù)時(shí)，可采用折流或錯(cuò)流等復(fù)雜流型 2. 當(dāng)兩流體都為恒溫傳熱時(shí) 1) 流型的選擇不會(huì)影響溫差的大小 2) 流型的選擇可考慮 K的大小而定 445 傳熱單元數(shù)法 – 設(shè)計(jì)計(jì)算 – 校核計(jì)算 已知 S、 K、兩流體的 T t Wh、 Wc 未知 Q、 T t2 校核計(jì)算 )tt(CwQ)TT(CwQ12Pcc21Phh????Q=KS ?tm 試差法得 Q、 T t2 已知 T T t t Wh、 Wc )tt(Cw)TT(CwQ 12Pcc21Phh ????Q=KS ?tm S 設(shè)計(jì)計(jì)算 傳熱單元數(shù)法（ NTU） 傳熱效率 傳熱單元數(shù)法（ εNTU） 445 傳熱單元數(shù)法 一 傳熱效率 ε 定義： m a x最大可能的傳熱量實(shí)際的傳熱量??熱流體最大溫降： T1t1 冷流體最大溫升： T1t1 熱流體最大溫降： T1t2 冷流體最大溫升： T2 t1 換熱器內(nèi)可能達(dá)到的最大溫差為冷熱流體的進(jìn)口溫差 T1t1 445 傳熱單元數(shù)法 )tt(Cw)TT(CwQ 12Pcc21Phh ????)tT()wC(Q 11m i nPm a x ?? 最小值流體 若熱流體為最小值流體： 112111hh21hhm a xh tTTT)tT(CpW)TT(CpW???????最大可能的傳熱量實(shí)際的傳熱量?若冷流體為最小值流體： 111211cc12ccm a xc tTtt)tT(CpW)tt(CpW???????最大可能的傳熱量實(shí)際的傳熱量?445 傳熱單元數(shù)法 二 傳熱單元數(shù) (NTU) 1. 定義 dtCwdTCwdS)tT(KdQ PccPhh ?????對(duì)于冷流體： Pcc CwK d StTdt ???? ??? S0Pcc2t1tc CwK d StTdt)N T U( 基于冷流體的傳熱單元數(shù) ?? ???? S0Phh2T1Th CwK d StTdT)N T U( 基于熱流體的傳熱單元數(shù) 445 傳熱單元數(shù)法 2. 物理意義 當(dāng) K為常數(shù)，推動(dòng)力用 ?tm表示時(shí) Pccm12c CwKSttt)N T U( ????KS： （ Q/?tm）換熱器每 1℃ 平均溫度差的傳熱速率 WcCpc： Q/(t2t1） 單位時(shí)間內(nèi)冷流體每升高 1℃ 所吸收的熱量 ? 每 1℃ 平均溫度差的傳熱速率為單位時(shí)間冷流體每升高 1℃ 所吸收 熱量的倍數(shù) ? 冷流體的溫度變化相當(dāng)于平均溫度差的倍數(shù) 445 傳熱單元數(shù)法 傳熱單元數(shù)的另一種形式 PccPcc2t1tc Cw)dLn(KCwKStTdt)N T U( ????? ?? ??? 2t1tPcc tT dtKdn CwL ?元長(zhǎng)度，基于冷流體的傳熱單令 Kdn CwH Pccc ?? ?CC N T UHL ）（??HC的物理意義： K越大，傳熱單元長(zhǎng)度越短
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