熱交換器傳熱計(jì)算的基本方法-wenkub.com
2025-05-10 21:33 本頁(yè)面
【正文】 對(duì)于 校核性熱 計(jì)算時(shí)，平均溫差法和傳熱效能系數(shù)－傳熱單元數(shù)法都要進(jìn)行試算，在有些情況下，如傳熱系數(shù) K值已知或者可以套用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí) ,采用傳熱單元數(shù)法更加方便。熱水流量 為 9360Kg/h,傳熱系數(shù)為 830W/(m2℃ ),試計(jì)算該傳熱 面積和傳熱有效度。在 順流 熱交換器中則與此 相反 ，其傳熱有效度一般隨著傳熱單元數(shù)的增加而趨于一定值。 ?????? ???? 21m i nm a x ttWQ傳熱有效度 ：實(shí)際傳熱量 Q與最大可能傳熱量之比Qmax稱(chēng)為傳熱有效度?？諝馀c蒸氣逆流，其比熱為 (kg℃), 加熱蒸氣為壓力P=,溫度為 140℃ 的過(guò)熱蒸氣，在熱交換器中被冷卻為該壓力下的飽和水。 如果傳熱系數(shù)變化確實(shí)較大，那么我們?nèi)钥梢圆捎梅? 段計(jì)算的方法，把每段的傳熱系數(shù)視作常數(shù)，分段計(jì) 算平均溫差和傳熱量。 (2)將 Qt圖分段，計(jì)算△ Qi。 校核計(jì)算 mt? 等溫有相變的傳熱 熱流體等溫冷凝、冷流體溫度不斷上升 冷流體等溫沸騰、熱流體溫度不斷下降 沒(méi)有相變 順流 逆流 順流兩種流體向同一方向流動(dòng) 逆流兩種流體以相反方向平行流動(dòng) 冷凝器、蒸發(fā)器內(nèi)溫度變化情況 可凝蒸氣和非凝結(jié)氣體組成的熱流體 三、流體比熱或傳熱系數(shù)變化時(shí)的平均溫差 當(dāng)流體的比熱 不隨時(shí)間變化時(shí) ，流體溫度的變化與吸收或放出的熱量成正比，兩者表現(xiàn)為線性關(guān)系。 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 ???換熱器的熱計(jì)算 兩種類(lèi)型的設(shè)計(jì)和兩種設(shè)計(jì)方法 ? ? ? ?1 1 1 1 2 2 2 2mmq c t t q c t t? ?? ?? ?? ? ? ? ?1 1 2 2 1 1 2 2, , , , ,mmk A q c q c t t t t? ?? ?? ?? 以 及 ， ， ， 中 的 三 個(gè)mtkA ???? ? ? ?1 1 1 1 2 2 2 2mmq c t t q c t t? ?? ?? ?? ? ? ? ?獨(dú)立變量： 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。1 tt ?(3) 一臺(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。 mt?2t?? 1t??dqiT?oT?hdTcdTT?In Out dqiT?oT?1dT2dTT?In Out 2dT1dT39。出于降低壁溫的目的，除外。具體的做法是： （ a）由換熱器冷熱流體的進(jìn)出口溫度，按照逆流方式計(jì)算出相應(yīng)的對(duì)數(shù)平均溫差； （ b） 從修正圖表由兩個(gè)無(wú)量綱數(shù)查出修正系數(shù) (c) 最后得出叉流方式的對(duì)數(shù)平均溫差 cmm tt )( 1??? ?圖 3 交叉流，兩種流體各自都不混合時(shí)的修正系數(shù) 圖 4 一次交叉流，一種流體混合、一種流體不混合時(shí)的修正系數(shù) 801 ??t 501 ???t 302 ??t 402 ???t 3040 ????P 33040 5080 ????R?? 練習(xí)： 關(guān)于 ?的注意事項(xiàng) （ 1） ? 值取決于無(wú)量綱參數(shù) P和 R 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。 ?),( RPf??對(duì)于只有一種流體有橫向混合的 錯(cuò)流式熱交換器 ，可將輔助參數(shù)的取法歸納為： 兩流體進(jìn)口溫度的差值混合流體的溫度變化值?P值無(wú)混合流體的溫度變化混合流體的溫度變化值?R 值的計(jì)算公式可以從 表 。 ?恒不大于 0或 ≤1 ?值的求取方法 ? 逆流時(shí)對(duì)數(shù)平均溫差為 ： ????????????? ?????????? ?????21212121,1lnttttttttt cm兩流體的進(jìn)口溫差冷流體的加熱溫度????????2122ttttP令： P的含義： 冷流體 的 實(shí)際 吸熱量與 最大可能 的吸熱量的比例，稱(chēng)為 溫度效率 。 2m inm a x ??? tt inm ax ??? tt2 復(fù)雜布置時(shí)換熱器平均溫差的計(jì)算 非混合流與混合流的區(qū)別： 以 錯(cuò)流 為例，帶翅片的管束，在管外側(cè)流過(guò)的氣體被限制在肋片之間形成各自獨(dú)立的通道，在垂直于流動(dòng)的方向上（橫向）不能自由流動(dòng)，也就不可能自身進(jìn)行混合，稱(chēng)該氣體為非混合流。 逆流 時(shí)： 2122111111WWcqcqu m ????當(dāng) ： 不斷升高， 21 WW ? 0?u xt?當(dāng) ： 不斷降低。 三、換熱器中傳熱過(guò)程對(duì)數(shù)平均溫差的計(jì)算 以 順流 情況為例，作如下假設(shè) ： （ 1）冷熱流體的質(zhì)量流量 qm qm1以及比熱容 C2,C1是常數(shù)； （ 2）傳熱系數(shù)是常數(shù)； （ 3）換熱器無(wú)散熱損失； （ 4）換熱面沿流動(dòng)方向的導(dǎo)熱量可以忽略不計(jì)。39。239。1139。139。239?！?） 傳熱面積， m2 兩種流體之間的平均溫差， ℃ 熱交換器的熱負(fù)荷， W ① 想求得 ， 必須已知 、 、 Q 。第二節(jié) 熱交換器傳熱計(jì)算的 基本方法 本章要求掌握的內(nèi)容： 傳熱過(guò)程的計(jì)算；對(duì)數(shù)平均溫差的計(jì)算； 間壁式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核計(jì)算。 Kmt?F熱平衡方程： 1C? ? ? ?222111 iiMiiMQ ?????????? 適用于任何流體 2221112211dtCMdtCMQtttt??????????適用于無(wú)相變流體 ② 1M 2M 分別為熱流體與冷流體的質(zhì)量流量 ， Kg/s 1i 2i 分別為熱流體與冷流體的焓， J/Kg 分別為兩種流體的定壓質(zhì)量比熱， J/(Kg39。111 ttCq m ???流體 1的放熱量 流體 2的吸熱 量 熱交換器的傳熱熱量 ? ? ? ?39。39。39。222 ttWttCq m ?????CqW m?W ： 流體熱容量 意義 ： 單位溫度變化下產(chǎn)生的流動(dòng)流體的能量?jī)?chǔ)存 速率。 要想計(jì)算沿整個(gè)換熱面的平均溫差，首先需要知道當(dāng)?shù)販夭铍S換熱面積的變化 ,然后再沿整個(gè)換熱面積進(jìn)行平均。 21 WW ? 0?u xt?對(duì)數(shù)平均溫差 統(tǒng)一表示方法 LMTD(logarithmicmean temperature difference) m
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