傳熱學(xué)-第九章-資料下載頁(yè)
2025-09-30 15:43本頁(yè)面
【正文】 的課題，必須考慮出投資，運(yùn)行費(fèi)用，安全可靠等諸多因素。 4 換熱器的結(jié)垢及污垢熱阻 污垢增加了熱阻，使傳熱系數(shù)減小，這種熱阻成為污垢熱阻，用 Rf表示， 式中： k為有污垢后的換熱面的傳熱系數(shù)， k0為潔凈換熱面 的傳熱系數(shù)。 011kkR f ??對(duì)于兩側(cè)均已結(jié)構(gòu)的管殼式換熱器，以管子外表面為計(jì)算依據(jù)的傳熱系數(shù)可以表示成： 如果管子外壁沒(méi)有肋化，則肋面總效率 ?o = 1。 管殼式換熱器的部分污垢熱阻可以在表 91種查得。 oofowioifiRhRAARhk?1111?????????????????????167。 94 傳熱的強(qiáng)化和隔熱保溫技術(shù) 強(qiáng)化傳熱的目的： 縮小設(shè)備尺寸、提高熱效率、保證設(shè)備安全 削弱傳熱的目的： 減少熱量損失 根據(jù)不同的需求，對(duì)于實(shí)際傳熱的傳熱過(guò)程，有時(shí)需要強(qiáng)化，有時(shí)則需要削弱。顯然，根據(jù)不同的傳熱方式，強(qiáng)化和削弱傳熱的手段應(yīng)該不同，本節(jié)主要針對(duì) 對(duì)流換熱過(guò)程的強(qiáng)化和削弱 1 強(qiáng)化傳熱的原則和手段 (1) 強(qiáng)化換熱的原則： 哪個(gè)環(huán)節(jié)的熱阻大，就對(duì)哪個(gè)環(huán)節(jié)采取強(qiáng)化措施。 舉例：以圓管內(nèi)充分發(fā)展湍流換熱為例，其實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式為： ffNu ?duch p????(2) 強(qiáng)化手段 : a 無(wú)源技術(shù) (被動(dòng)技術(shù) ) ； b 有源技術(shù) (主動(dòng)式技術(shù) ) a 無(wú)源技術(shù) (被動(dòng)技術(shù) )：除了輸送傳熱介質(zhì)的功率消耗外，無(wú)需附加動(dòng)力 其主要手段有：①涂層表面；②粗糙表面 (圖 928)；③擴(kuò)展表面 (圖 929)；④擾流元件 (圖 930a)；⑤渦流發(fā)生器 (圖 930b) ；⑥螺旋管 (圖 930c) ；⑦添加物； ⑧射流沖擊換熱 b 有源技術(shù) (主動(dòng)式技術(shù) )：需要外加的動(dòng)力 其主要手段有：①對(duì)換熱介質(zhì)做機(jī)械攪拌；②使換熱表面振動(dòng)；③使換熱瘤體振動(dòng)；④將電磁場(chǎng)作用于流體以促使換熱表面附近流體的混合；⑤將異種或同種流體噴入換熱介質(zhì)或?qū)⒘黧w從換熱表面抽吸走。 對(duì)換熱器而言，隨著強(qiáng)化措施的完善，污垢熱阻有時(shí)會(huì)成為傳熱過(guò)程的主要熱阻，因此，需要給換熱器的設(shè)計(jì)提供哈里的污垢熱阻的數(shù)據(jù)，這就需要實(shí)驗(yàn)測(cè)定，可是實(shí)驗(yàn)測(cè)出來(lái)的是總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，那么如何將總的傳熱系數(shù)分成各個(gè)環(huán)節(jié)的熱阻呢？下面的威爾遜圖解法提供了一種有效途徑 2 確定傳熱過(guò)程分熱阻的威爾遜圖解法 利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以測(cè)定壁面和流體的溫度，從而獲得平均溫差，利用熱平衡方程式獲得熱流量，換熱面積可以根據(jù)設(shè)計(jì)情況獲得，這樣就可以通過(guò)傳熱方程式計(jì)算出總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。這是 威爾遜圖解法 的基礎(chǔ)。 我們已管殼式換熱器為例，說(shuō)明如何應(yīng)用威爾遜圖解法獲得各個(gè)分熱阻?？偙砻?zhèn)鳠嵯禂?shù)可以表示成： ioifwoo ddhRRhk111 ????工業(yè)換熱器中的管內(nèi)流體的流動(dòng)一般都是處于旺盛湍流狀態(tài)， hi 與流速 ，因此，可以寫成 的形式，帶入上式： ioifwoo dducRRhk ???? uch ?如果能保持 ho不變， Rw壁面的導(dǎo)熱熱阻不會(huì)變化， Rf在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)有大的改變，因此，上式右邊的前三項(xiàng)可認(rèn)為是常數(shù)，用 b 表示，物性不變的情況下， 可以認(rèn)為是 常數(shù)，用 m表示，于是上式可變?yōu)? 改變管內(nèi)流速 u，則可以測(cè)得一系列的總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，然后繪制成圖，則是一條直線，如圖 (931)所示 ioi ddc111umbko??從這個(gè)圖中可以獲得 b， m，和 ci，從而，管子內(nèi)側(cè)的對(duì)流換熱系數(shù) 這樣就將內(nèi)部熱阻從總傳熱系數(shù)中分離出來(lái) ， 然后 ， 當(dāng)換熱器運(yùn)行一段時(shí)間后 ， 再進(jìn)行同樣過(guò)程的測(cè)量 ， 可以獲得另外一條曲線 ， 則兩條曲線截距之差就是污垢熱阻 ， 這樣又把污垢熱阻分離出來(lái)了 。 威爾遜圖解法的前提是有一側(cè)的換熱熱阻基本保持不變 ，有時(shí)候這格條件很難被滿足 ， 因此 ， 后來(lái)人們提出了一種修正威爾遜圖解法 。 uch ?3 隔熱保溫技術(shù) (1) 需求背景 (2) 高于環(huán)境溫度的熱力設(shè)備的保溫多采用無(wú)機(jī)的絕熱材料 (3) 低于環(huán)境溫度時(shí)，有三個(gè)檔次的絕熱材料可供選擇， a 一般性的絕熱材料； b 抽真空至 10Pa的粉末顆粒熱 材料； c 多層真空絕熱材料。 (4) 保溫效率 ? ?0 —— 單位長(zhǎng)度裸管的散熱量， W/m； ?x —— 單位長(zhǎng)度包有厚 x(單位： mm)保溫材料的 管子的散熱量， W/m 00????? x?本章小結(jié)： ? 換熱器的定義、類型，及其各自的優(yōu)缺點(diǎn)； ? 不同表面的總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，污垢熱阻的概念； ? 對(duì)數(shù)平均溫差 (LMTD)； ? LMTD在換熱器分析中的應(yīng)用 ? 強(qiáng)化傳熱的原則和手段 ? 臨界熱絕緣直徑 ? 用于不同的傳熱方式分析、計(jì)算換熱器內(nèi)的傳熱量 思考題： . . 肋效率 , 肋化系數(shù)和肋 面總效率之間的區(qū)別 . , 通過(guò)肋面的傳熱系數(shù)的計(jì)算方法 . . ? . . , 平均溫差法和傳熱單元法各有什么 特點(diǎn) ? ? 工程實(shí)際中 ,怎樣減小管路中的污垢 熱阻 ? 舉幾個(gè)例子 . ? (主動(dòng)式強(qiáng)化換熱 )和無(wú)源強(qiáng)化換熱 (被動(dòng)式強(qiáng)化換熱 )? , 用威爾遜圖解法求解傳熱過(guò)程分熱 阻 ? . 什么是保溫效率 ? 作業(yè)： 93， 95， 99， 910， 916， 917， 920， 923， 926， 929， 933， 935， 939， 945， 948， 950， 952， 955
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