傳熱學-第九章(參考版)
2024-10-11 15:43本頁面
【正文】 uch ?3 隔熱保溫技術 (1) 需求背景 (2) 高于環(huán)境溫度的熱力設備的保溫多采用無機的絕熱材料 (3) 低于環(huán)境溫度時，有三個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?？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壁面的導熱熱阻不會變化， Rf在短時間內(nèi)不會有大的改變，因此，上式右邊的前三項可認為是常數(shù)，用 b 表示，物性不變的情況下， 可以認為是 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??從這個圖中可以獲得 b， m，和 ci，從而，管子內(nèi)側的對流換熱系數(shù) 這樣就將內(nèi)部熱阻從總傳熱系數(shù)中分離出來 ， 然后 ， 當換熱器運行一段時間后 ， 再進行同樣過程的測量 ， 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了 。這是 威爾遜圖解法 的基礎。 舉例：以圓管內(nèi)充分發(fā)展湍流換熱為例，其實驗關聯(lián)式為： ffNu ?duch p????(2) 強化手段 : a 無源技術 (被動技術 ) ； b 有源技術 (主動式技術 ) a 無源技術 (被動技術 )：除了輸送傳熱介質的功率消耗外，無需附加動力 其主要手段有：①涂層表面；②粗糙表面 (圖 928)；③擴展表面 (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 (主動式技術 )：需要外加的動力 其主要手段有：①對換熱介質做機械攪拌；②使換熱表面振動；③使換熱瘤體振動；④將電磁場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或將流體從換熱表面抽吸走。 94 傳熱的強化和隔熱保溫技術 強化傳熱的目的： 縮小設備尺寸、提高熱效率、保證設備安全 削弱傳熱的目的： 減少熱量損失 根據(jù)不同的需求，對于實際傳熱的傳熱過程，有時需要強化，有時則需要削弱。 管殼式換熱器的部分污垢熱阻可以在表 91種查得。 4 換熱器的結垢及污垢熱阻 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)。而平均溫差法的假設溫度直接用于計算 ? 值，顯然 ?NTU法對假設溫度沒有平均溫差法敏感，這是該方法的優(yōu)勢。 cmchmh cqcq ,Ak,mt?對于 校核計算（已知 ，及兩個進口溫度，求 ） (1)先假設一個流體的出口溫度，按熱平衡式計算另一個出口溫度 (2)根據(jù) 4個進出口溫度求得平均溫差 (3)根據(jù)換熱器的結構，算出相應工作條件下的總傳熱系數(shù) k (4)已知 kA和 ，按傳熱方程式計算在假設出口溫度下的 (5)根據(jù) 4個進出口溫度，用熱平衡式計算另一個 ，這個值和上面的 ，都是在假設出口溫度下得到的，因此，都不是真實的換熱量 (6)比較兩個 ? 值，滿足精度要求，則結束，否則，重新假定出口溫度，重復 (1)~(6)，直至滿足精度要求。因此，上面的兩個方程 中共有 8個未知數(shù)，即 需要給定其中的 5個變量，才可以計算另外三個變量。 換熱器熱計算的基本方程式是 傳熱方程式 及 熱平衡式 mtkA ???)()( cccmchhhmh ttcqttcq ???????????式中， 不是獨立變量，因為它取決于 以及換熱器的布置。 ? ?ch CC ??o r x T In Out CondTx T In Out ? ?ch CC ??o r EvapT冷凝 蒸發(fā) 167。 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計成逆流形式的就最好呢？不是，因為一臺換熱器的設計要考慮很多因素，而不僅僅是換熱的強弱。 關于 ?的注意事項 （ 1） ? 值取決于無量綱參數(shù) P和 R cchhchccttttRttttP????????????????? ,式中：下標 2分別表示兩種流體，上角標 ` 表示進口，`` 表示出口，圖表中均以 P為橫坐標， R為參量。 c t fmm tt )( ??? ?是給定的冷熱流體的進出口溫度布置成逆流時的 LMTD， ?是小于 1的修正系數(shù)。 2m i nm a x ??? tt i nm a x ??? tt6 其他復雜布置時換熱器平均溫差的計算 以上所討論的對數(shù)平均溫差 (LMTD)只是針對純順流和純逆流情況，而這種情況的出現(xiàn)是比較少的，實際換熱器一般都是處于順流和逆流之間，或者有時是逆流，有時又是順流。 )( xx Aft ??要想計算沿整個換熱面的平均溫差，首先需要知道當?shù)販夭铍S換熱面積的變化，即 ，然后再沿整個換熱面積進行平均 在前面假設的基礎上，并已知冷熱流體的進出口溫度，現(xiàn)在來看圖
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