傳熱學(xué)-第九章(編輯修改稿)
2024-10-27 15:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 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。 c t fmm tt )( ??? ?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 ? 。 關(guān)于 ?的注意事項(xiàng) （ 1） ? 值取決于無量綱參數(shù) P和 R cchhchccttttRttttP????????????????? ,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 hmhcmccchhcqcqttttR ??????????（ 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) 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??； (2)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)。 mt?ch tt ????? ct? ht?dqiT?oT?hdTcdTT?In Out dqiT?oT?hdTcdTT?In Out (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)冷熱流體的最高溫度均出現(xiàn)在換熱器的同一側(cè)，使得該處的壁溫特別高，可能對(duì)換熱器產(chǎn)生破壞，因此，對(duì)于高溫?fù)Q熱器，又是需要故意設(shè)計(jì)成順流 (4) 對(duì)于有相變的換熱器，如蒸發(fā)器和冷凝器，發(fā)生相變的流體溫度不變，所以不存在順流還是逆流的問題。 ? ?ch CC ??o r x T In Out CondTx T In Out ? ?ch CC ??o r EvapT冷凝 蒸發(fā) 167。 93 換熱器的熱計(jì)算 換熱器熱計(jì)算分兩種情況： 設(shè)計(jì)計(jì)算 和 校核計(jì)算 (1)設(shè)計(jì)計(jì)算： 設(shè)計(jì)一個(gè)新的換熱器，以確定所需的換熱面積 (2)校核計(jì)算： 對(duì)已有或已選定了換熱面積的換熱器，在非設(shè) 計(jì)工況條件下，核算他能否勝任規(guī)定的新任務(wù)。 換熱器熱計(jì)算的基本方程式是 傳熱方程式 及 熱平衡式 mtkA ???)()( cccmchhhmh ttcqttcq ???????????式中， 不是獨(dú)立變量，因?yàn)樗Q于 以及換熱器的布置。另外，根據(jù)公式 (915)可是，一旦 和 以及 中的三個(gè)已知的話，我 們就可以計(jì)算出另外一個(gè)溫度。因此，上面的兩個(gè)方程 中共有 8個(gè)未知數(shù)，即 需要給定其中的 5個(gè)變量，才可以計(jì)算另外三個(gè)變量。 對(duì)于 設(shè)計(jì)計(jì)算 而言，給定的是 ，以及進(jìn)出口 溫度中的三個(gè)，最終求 對(duì)于 校核計(jì)算 而言，給定的一般是 ，以及 2個(gè)進(jìn)口 溫度，待求的是 mt? cchh tttt ?????? ,hmhcq cmccq cchh tttt ?????? ,中的三個(gè)，，以及 cchhcmchmh ttttcqcqAk ??????? ,,cmchmh cqcq ,Ak,cmchmh cqcqA ,ch tt ????，換熱器的熱計(jì)算有兩種方法： 平均溫差法 效能 傳熱單元數(shù) (?NTU)法 1 平均溫差法： 就是直接應(yīng)用傳熱方程和熱平衡方程進(jìn)行熱 計(jì)算，其具體步驟如下： 對(duì)于 設(shè)計(jì)計(jì)算（已知 ，及進(jìn)出口溫度中的三個(gè)，求 ） (1)初步布置換熱面，并計(jì)算出相應(yīng)的總傳熱系數(shù) k (2)根據(jù)給定條件，由熱平衡式求出進(jìn)、出口溫度中的那個(gè)待定的溫度 (3)由冷熱流體的 4個(gè)進(jìn)出口溫度確定平均溫差 (4)由傳熱方程式計(jì)算所需的換熱面積 A，并核算換熱面流體的流動(dòng)阻力 (5)如果流動(dòng)阻力過大，則需要改變方案重新設(shè)計(jì)。 cmchmh cqcq ,Ak,mt?對(duì)于 校核計(jì)算（已知 ，及兩個(gè)進(jìn)口溫度，求 ） (1)先假設(shè)一個(gè)流體的出口溫度，按熱平衡式計(jì)算另一個(gè)出口溫度 (2)根據(jù) 4個(gè)進(jìn)出口溫度求得平均溫差 (3)根據(jù)換熱器的結(jié)構(gòu)，算出相應(yīng)工作條件下的總傳熱系數(shù) k (4)已知 kA和 ，按傳熱方程式計(jì)算在假設(shè)出口溫度下的 (5)根據(jù) 4個(gè)進(jìn)出口溫度，用熱平衡式計(jì)算另一個(gè) ，這個(gè)值和上面的 ，都是在假設(shè)出口溫度下得到的，因此，都不是真實(shí)的換熱量 (6)比較兩個(gè) ? 值，滿足精度要求，則結(jié)束，否則，重新假定出口溫度，重復(fù) (1)~(6)，直至滿足精度要求。 cmchmh cqcqA ,ch tt ????，mt?mt????2 效能 傳熱單元數(shù)法 (1) 換熱器的效能和傳熱單元數(shù) 換熱其效能的定義是基于如下思想：當(dāng)換熱器無限長，對(duì)于一個(gè) 逆流換熱器 來講，則會(huì)發(fā)生如下情況 a 當(dāng) 時(shí)， ，則 b 當(dāng) 時(shí)， ，則 于是，我們可以得到 然而，實(shí)際情況的船熱量 q總是小于可能的最大傳熱量 qmax，我們將 q/qmax定義為換熱器的效能，并用 ? 表示，即 cmchmh cqcq ? ch tt ???? )(m a x chhmh ttcqq ????hm
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