傳熱學(xué)-第九章-wenkub.com
2024-10-07 15:43 本頁(yè)面
【正文】 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(mǎn)足 ， 因此 ， 后來(lái)人們提出了一種修正威爾遜圖解法 。 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)。 oofowioifiRhRAARhk?1111?????????????????????167。 3 換熱器設(shè)計(jì)時(shí)的綜合考慮 換熱器設(shè)計(jì)是綜合性的課題，必須考慮出投資，運(yùn)行費(fèi)用，安全可靠等諸多因素。 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(guò)大，則需要改變方案重新設(shè)計(jì)。 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)。 （ 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(jiàn)，逆流布置時(shí)的換熱最強(qiáng)。對(duì)于這種復(fù)雜情況，我們當(dāng)然也可以采用前面的方法進(jìn)行分析，但數(shù)學(xué)推導(dǎo)將非常復(fù)雜，實(shí)際上，逆流的平均溫差最大，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。下面我們就來(lái)看看 LMTD的推導(dǎo)過(guò)程 mt? dth dtc th tc ht?ct?ht?ct?以 順流 情況為例，并作如下假設(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)。 單位體積內(nèi)所包含的換熱面積作為衡量換熱器緊湊程度的衡量指標(biāo)，一般將大于 700m2/m3的換熱器稱(chēng)為 緊湊式換熱器 ，板翅式換熱器多屬于緊湊式，因此，日益受到重視。 outBT ,s id e ) ( s he ll , inBTs id e ) ( t u b e , inAToutAT ,s id e ) ( t u b e , inAToutAT ,s id e ) ( s he ll , inBToutBT ,增加管程 s id e ) ( s he ll , inBToutBT ,s ide ) ( tub e,inAToutAT ,進(jìn)一步增加管程和殼程 (3) 交叉流換熱器： 間壁式換熱器的又一種主要形式。也就是說(shuō)， do2在 do1 ~ dcr之間， ?是增加的，當(dāng) do2大于 dcr時(shí)， ?降低。 91 傳熱過(guò)程的分析和計(jì)算 傳熱過(guò)程 ？ 基本計(jì)算式 (傳熱方程式 )？ 式中： K是傳熱系數(shù) (總傳熱系數(shù) )。對(duì)于 不同的傳熱過(guò) 程 ， K的計(jì)算公式也不同。 or 2222 ???hdBi o167。其主要特點(diǎn)是冷熱流體呈交叉狀流動(dòng)。 (5) 螺旋板式換熱器： 換熱表面由兩塊金屬板卷制而成，有點(diǎn)：換熱效果好；缺點(diǎn)：密封比較困難。 )( xx Aft ??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，即 ，然后再沿整個(gè)換熱面積進(jìn)行平均 在前面假設(shè)的基礎(chǔ)上，并已知冷熱流體的進(jìn)出口溫度，現(xiàn)在來(lái)看圖 913中微元換熱面 dA一段的傳熱。 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)。 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
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