【正文】 t壁1 熱量從熱流體流向冷流體時，包括了熱流體對熱壁面的給熱，固體 T℃ t壁2 壁內(nèi)的導(dǎo)熱，冷壁面對冷流體的給熱這樣三個穩(wěn)定傳熱過程。由此表可以看出：有物態(tài)變化時的給熱系數(shù)都比較大；在沒有物態(tài)變化時，水的給熱系數(shù)最大，油類次之，氣體和過熱蒸汽最小。 液體沸騰給熱：液體沸騰的強(qiáng)烈程度與加熱面的溫度t壁和飽和蒸汽溫度t飽間的溫度差△t給＝t壁－t飽有關(guān)。以致增加流速能使給熱系數(shù)有較大幅度的增加，減小管徑使給熱系數(shù)增加的就比較小?？傻茫? dωγ 1000 1994 Re＝1000 ＝ ＝104＞104， z Pr＝ ＝ ＝＞， λ 管長與管徑之比 l/d＝2/＝100＞50?！?，γ＝994Kg/m3，z＝，λ＝ Kcal/m例2：某換熱器列管內(nèi)徑20mm（φ25）的鋼管輸送20℃水，雷諾準(zhǔn)數(shù)： 1000 Re＝1000 ＝104 ＝104 1過渡狀態(tài)，此流速是最低流速，若流速ω＜，換熱效果直線下降，嚴(yán)重影響工藝操作。當(dāng)Re＞10000時，流體流動的型態(tài)為湍流。如果管長L與管內(nèi)徑d之比L/d＜50時，由于管湍流體湍動程度較劇，其給熱系數(shù)比④式計算值大?！? 用④或⑤式計算時，必須符合以下幾個條件： 流體作穩(wěn)定的湍流流動，Re＞10000； Pr＝～2500； 用流體的進(jìn)出口算術(shù)平均溫度作為定性溫度，按此溫度確定流體的各個物理性質(zhì)常數(shù)； 管長L與管內(nèi)徑d之比L/d＞50。秒/米2 g重力加速度，米/秒2 Cp流體的定壓比熱，千卡/公斤℃ λ流體的導(dǎo)熱系數(shù)，千卡/米 根據(jù)理論分析和實驗測定，當(dāng)流體在園形斷面直管中作強(qiáng)制湍流時，其給熱系數(shù)計算式如下： λα＝ （dωρ/μ）（3600μgCp/λ） α＝f（ω，t壁，t流，λ，Cp，ρ，υ…………） 這樣一個復(fù)雜的函數(shù)很難用純理論的數(shù)學(xué)分析方法得出一個普遍適用的計算式?！?千卡 ②式表明給熱速率等于給熱推動力與給熱熱阻之比，與導(dǎo)熱速率和傳熱速率的數(shù)學(xué)式相仿。當(dāng)操作溫度已經(jīng)確定時，α數(shù)值越大，q給就越大。h 牛頓冷卻定律是根據(jù)給熱速率和給熱溫度差成比例而得出的，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： q給 ＝α△t給 千卡/米2五、 給熱方程式和給熱系數(shù) （1）、基本概念：給熱是對流和傳導(dǎo)的綜合過程。2 λ＝ ＝ ? d均L△t壁 1（50－45） ＝247。已知每米管子的導(dǎo)熱量為4080Kcal/h，求該管的導(dǎo)熱系數(shù)。＝＞2 － d均＝ ＝247。小時園筒壁厚?米。 （三）、通過園筒壁的導(dǎo)熱 園筒壁的內(nèi)外直徑分別用 d內(nèi)、d外米，長度用 L米來表示。小時其它液體的導(dǎo)熱小時比水更小。 （2）、液體的導(dǎo)熱系數(shù) 液體的導(dǎo)熱系數(shù)一般都比固體的導(dǎo)熱系數(shù)要小。λ的數(shù)值隨物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、溫度、壓強(qiáng)和濕度等改變，可以用實驗方法來確定，在一般手冊中可以查到。等號右邊分母?/λ相當(dāng)于熱阻，稱為平壁的導(dǎo)熱熱阻，令R壁＝?/λ代入②得 q導(dǎo) △t壁 ＝ 千卡/③ F R壁 ②和③式表明：要增加導(dǎo)熱速率，就必須增加導(dǎo)熱溫度差，或減少導(dǎo)熱熱阻。λ為比例常數(shù)，稱為導(dǎo)熱系數(shù)。（二）、恒溫傳熱 參與傳熱的冷、熱兩種流體，在換熱器內(nèi)的任一位置，任一時間，都保持其各自的溫度一定不變，則稱此過程為恒溫傳熱。G c（t2－t1） （60－20） ＝ ＝ ＝g C（T1－T2） 1 （90－70）平均溫度差 70－10 60 △t＝ ＝ ＝℃ ln（70/10） （2）、逆流時 90→T2 60←20 30 10 T2＝20＋10＝30℃G （60－20） ＝ ＝g 1 （90－30）平均溫度差 30－10 20 △t＝ ＝ ＝℃ ln（30/10） 比較以上結(jié)果：247。例2：如例 1 中，熱水的初、終溫和溶液的初溫均不變，要求傳熱過程中最小溫度差不小于10℃，試比較并流和逆流情況下，被加熱溶液的最高溫度？解：并流時 90→70 20→t2 70 10 t2＝70－10＝60℃ 逆流時 90→70 t2←20 10 50 t2＝90－10＝80℃ 即逆流傳熱時，溶液的終溫可比并流傳熱時高20℃，而且高于熱水的終溫。由于傳熱推動力增加，在熱負(fù)荷相等時，逆流傳熱所需要的傳熱面積比并流傳熱所需的要小。 并流傳熱時，熱流體的終溫T2不可能小于t2；逆流傳熱時，T2不但可以小于t2，還可以接近t1。校正系數(shù)總是＜1，從有關(guān)文件中查找。試分別計算并流和逆流傳熱的平均溫度差？解：并流時 （70247。 （2）、對數(shù)平均溫差： △t2－△t1 △tin＝ ln△t2/△t1式中： △t2較大的溫差△ t1較小的溫差 三、 傳熱溫度差（一） 、變溫傳熱工業(yè)上最常見的是變溫傳熱，即參與傳熱的兩種流體（或其中之一）有溫度變化。 兩年半收回全部投資。合乎設(shè)計要求。100％＝％按目前 65T/h計算，損失量為：65％＝ 按設(shè)計 83T/h計算，損失量為：83％＝（4）目前按65T/h飽和蒸汽計算，溫度下降為： 15247。100％ ＝247。100％＝（＋）247。 為了加以比較，下面特進(jìn)行計算，僅供參考。（實際應(yīng)用題）解：從熱電廠到企業(yè)的距離2600M，按設(shè)計飽和蒸汽溫度降≤5℃/1000M,設(shè)計要求總溫降為≤15℃為合格。例4：在一汽化器內(nèi)，將某液體由30℃加熱至沸騰汽化，液體的重量流量500公斤/小時，℃，沸點為95℃，汽化熱為240千卡/公斤。（1）100℃的水汽化成100℃的飽和蒸汽；（2）機(jī)油自120℃降至35℃；（3）℃的NaOH溶液從20℃被加熱到90℃；（4）（絕對壓力）的飽和水蒸汽冷凝成50℃的水。當(dāng)載熱體沒有物態(tài)變化時，例如氣體或液體被加熱或冷卻時，則 q熱＝GC（T1－T2）千卡/小時q冷＝gc（t2－t1）千卡/小時式中： TT2熱流體的最初和最終溫度 ℃ tt2冷流體的最初和最終溫度 ℃ C、c熱流體自T1至T2和冷流體自t1至t2的平均比熱，千卡/公斤.℃ 各物質(zhì)的比熱可由有關(guān)資料中查閱。蒸汽的熱含量則取0℃的液體的熱含量為0千卡/公斤作計算基準(zhǔn)。如果不考慮熱損失，上式可改寫為： q熱＝q冷千卡/小時q熱和q冷可根據(jù)載熱體的流量和熱含量來計算。）2＝ 米/秒（2） 吸入管路中接真空計處的壓強(qiáng)：P進(jìn)＝10000－136000＝7150 公斤/米2 絕對壓； 壓出管路中接壓強(qiáng)計處的壓強(qiáng)：P出＝（＋1）10000＝48000 公斤/米2 絕對壓；（3） 泵的壓頭： 48000－7150 （）2（）2H＝＋ ＋ 1000 2＝ 米水注由于P出＝B＋P表，P進(jìn)＝B－P真，可用（P表＋P真）代替（P出P進(jìn)）。壓強(qiáng)計與真空計聯(lián)接處的垂直距離為410毫米。H＝h0＋（P出P進(jìn)）/γ （因ω1＝ω2） ＝1＋513600/850＝63 米液柱（2）N軸＝N/η＝QrH/η ㎏.M/s ＝85063/102 ＝15 Kw （千瓦）（3）電動機(jī)的功率 N電＝N軸/η傳＝15/＝ Kw （千瓦）例 某離心泵的輸液能力4M3/分時的壓頭為 31米水柱。 壓出管路中壓強(qiáng)計的讀數(shù)5公斤/厘米2，吸入管路中真空計的讀數(shù)為 200毫米汞柱。如考慮電動機(jī)有超出負(fù)荷的可能，應(yīng)將上述功率乘以一安全系數(shù)。 求鋼管壁厚？解：δ＝426/（294＋）＋3 ＝＋3 ＝＋3＝3＋3＋6 mm注：自來水管一般取最小壁厚為3mm。D——管子外徑 mm?——焊縫系數(shù)，無縫鋼管 ?＝1，直縫鋼管 ?＝，螺旋鋼管 ?＝。求空壓機(jī)排出總管為多?。俊? 解：P1V1/T1=P2V2/T2 V2＝P1V1T2/P2T1＝100000433/303 ＝Dn＝√＝＝≈1100mm注：壓縮空氣 W=10～20 m/s，一般取15 m/s。 ＝＝≈5308mm注：水或與水相似的流體 W＝～ m/s， m/s。特別注意此點。二、 熱應(yīng)力產(chǎn)生的軸向推力P＝σF＝E?ΔtF其中：P——Pa E——材料的彈性模數(shù)，1011Pa　?——管材在工作溫度下ｔ時的線膨脹系數(shù)，碳鋼一　　　106 MΔt供熱介質(zhì)溫度t1與管道安裝溫度t2之差℃，管道安裝溫度t2一般取20℃F——管子的截面積　M2例1：某一過熱蒸汽管?53010，溫度260℃?！　c＝11400/（2）＋2＋1＝＋2＋1　　　＝4＋2＋1＝7ｍｍ　　　注：根據(jù)GB150規(guī)定，對碳素鋼和低合金鋼的鋼性要求取最小壁厚≥3ｍｍ。求平板封頭的壁厚？ 解：　　t=309｛｝1/2＋2＝＋2＝≈18ｍｍ　例2：已知一臺真空設(shè)備Dc=1400ｍｍ若采用平板蓋，其它條件同上。例1：已知：Di＝2000mm，α≤30176。求內(nèi)外封頭壁厚？解：（1）∴夾套蒸汽壓力P＝，不取內(nèi)外壓力差值P來計算。求橢圓形封頭的壁厚？　解：Sc＝2000/（294）＋4＝＋4　　?。健?2ｍｍ例2：某臺真空設(shè)備φ1400，材料316，雙面焊接的局部無損探傷，雙面腐蝕，P＝?！　★@然，對于a/b=Di/2hi=2的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，K＝。例4：熱水儲槽φ60007200，不銹鋼304，雙面腐蝕，雙面焊接的局部無損探傷。例1：某化工塔φ4000ｍｍ、　H＝10000、　P=、　材料Q235B、 ～、　雙面腐蝕、　雙面焊接的局部無損探傷、操作溫度160℃。九、設(shè)備按壓力高低，劃分為四個壓力等級： （1）、≤P≤ MPa；（味精廠一般為低壓容器） （2）、～ MPa； （液氨儲槽，高中壓鍋爐） （3）、～ MPa；（化肥廠，化工廠，等） （4）、超高壓≥ MPa。 對于不銹鋼容器，最小厚度不小于 3mm。熱軋鋼板的厚度尺寸：4～6mm，；6～30mm，；30～60mm。 當(dāng)材料的 Ks＜，考慮單面腐蝕取 C2＝1mm；雙面腐蝕取 C2＝2mm。推薦的焊接接頭系數(shù)如下：⑴、雙面焊的對接焊縫：① 100％無損探傷 ?＝ ②局部無損探傷 ?＝ ⑵、單面焊的對接焊縫：① 100％無損探傷 ?＝ ②局部無損探傷 ?＝⑶、雙面焊的對接焊縫：無無損探傷 ?＝⑷、單面焊的對接焊縫：無無損探傷 ?＝五、 壁厚附加量 C容器壁厚附加量主要考慮介質(zhì)的腐蝕裕度 C2 和鋼板的負(fù)偏差 C1 即： C＝C1＋C2 腐蝕裕度腐蝕裕度由介質(zhì)對材料的均勻腐蝕速率與容器的設(shè)計壽命決定。目前常用鋼材的最低