管殼式熱交換器設(shè)計全解-文庫吧資料
2025-01-12 18:37本頁面
【正文】 ?)R1(N T Ue xpR1)R1(N T Ue xp1ccc????????),( cRN TU?? ?當(dāng)冷熱流體之一發(fā)生相變時 ，即 趨于無窮大時，于是上面效能公式可簡化為 ? ?N T Ue x p1 ????當(dāng)兩種流體的熱容相等時， ? 公式可以簡化為 ? ?1 e x p 2 N T U2????順流 N T U1N T U???逆流 ? ?maxmqc用傳熱單元數(shù)表示的效能計算公式與圖線 NTU：傳熱單元數(shù)，換熱器熱設(shè)計中的一個無量綱參數(shù)，在一定意義上可看成是換熱器 kA大小的一種度量。 汽化潛熱 r=2202kJ/kg 熱交換器的傳熱量： ? ?sKJttcMQ/3 6 0 02 1 6 0 02222??????????? ????蒸氣耗量： ? ?? ?riiMQ ?????? 1sKgrii QM / ??????????過熱蒸氣的 冷卻段 放出的熱量： ? ?? ?sKJiiMQ/2 7 0 72 7 4 91 0 9 11?????????過熱蒸氣 冷凝段 放出的熱量為： sKJrMQ/ 4 02 2 0 21 0 9 12????求取平均溫度 分段分界處的空氣溫度 ta ?????? ??? 2222 ttcMQ a? ?,3 6 0 02 1 6 0 0 4 0????aatt冷卻段 的平均溫差 : ? ?50140ln)(501401 ???????? tm i nm a xm i nm a x1lntttttm???????冷凝段 的平均溫差為 : ? ?)(2 ???????? t總的平均溫差： ? ? 891i n t ?????????ni iimtt傳熱有效度的定義 第三節(jié) 傳熱有效度 熱交換器最大可能的傳熱量 Qmax： 一個 面積 為無窮大 且其流體流量和進(jìn)口溫度與實(shí)際熱交換器的流量和進(jìn)口溫度相同的 逆流型 熱交換器所能達(dá)到的傳熱量的極限值。試求其平均溫差。 ? t?? t??『 例 』 有一蒸氣加熱空氣的熱交換器，它將質(zhì)量流量為 21600kg/h的空氣從 10℃ 加熱到 50℃ 。 iiii FtKQ ??? — 某段傳熱量 iQ?iK — 某段傳熱系數(shù) — 某段 平均溫差 it?iF — 某段傳熱面積 ????nii1如果傳熱系數(shù)隨溫差△ t成 線性 變化，或 K隨兩流體中任 一種流體溫度成線性變化 時，對于順流或逆流都可以用下式： tKtKtKtKFQ??????????????????ln式中： 處的傳熱系數(shù)和兩流體溫差； 處的傳熱系數(shù)和兩流體溫差。 （ 2）當(dāng)熱流體含有不凝結(jié)氣體，這時所放出的熱量不與溫度的變化成正比，這時也應(yīng)當(dāng)分段計算平均溫差。 (3)求出各段的對數(shù)平均溫差或者算數(shù)平均溫差； (4)計算積分平均溫差。 計算步驟 ： (1)作 Qt圖 。 c d tqdQ m? 積分平均溫差的計算 出發(fā)點(diǎn) ： 在每個小段中的傳熱溫差可以采用對數(shù)平均溫差或者算數(shù)平均溫差的方法計算。 （ 1）先假設(shè)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(jìn)出口溫度求得平均溫差 ； （ 3）根據(jù)換熱器的結(jié)構(gòu)，算出相應(yīng)工作條件下的總傳熱系數(shù) k； （ 4）已知 kA和 ?，按傳熱方程計算在假設(shè)出口溫度下的傳熱量； （ 5）根據(jù) 4個進(jìn)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(shè)出口溫度下得到的，因此，都不是真實(shí)的換熱量； （ 6）比較兩個 ?值，滿足精度要求則結(jié)束，否則，重新假定出口溫度，重復(fù) (1)(6)，直至滿足精度要求。 兩種設(shè)計方法 平均溫差法 、 效能 傳熱單元數(shù) (?NTU)法 12tt?? ??，對于 校核計算 而言，給定的一般是 ， A，以及 2個進(jìn)口溫度，待求的是 1 1 2 2,mmq c q c對于 設(shè)計計算 而言，給定的是 ，以及進(jìn)出口溫度中的三個，最終求 A 11Cqm 22Cqm11Cqm 22Cqm(1)初步布置換熱面，并計算出相應(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)、出口溫度中的那個待定的溫度 (3)由冷熱流體的 4個進(jìn)出口溫度確定平均溫差 (4)由傳熱方程式計算所需的換熱面積 A，并核算換熱面流體的流動阻力 (5)如果流動阻力過大，則需要改變方案重新設(shè)計。 (1)設(shè)計計算： 設(shè)計一個新的換熱器，以確定所需的換熱面積 (2)校核計算： 對已有或已選定了換熱面積的換熱器，在非設(shè) 計工況條件下，核算他能否勝任規(guī)定的新任務(wù)。比如，逆流時冷熱流體的最高溫度均出現(xiàn)在換熱器的同一側(cè)，使得該處的壁溫特別高，可能對換熱器產(chǎn)生破壞，因此，對于高溫?fù)Q熱器，又是需要故意設(shè)計成順流。39。39。 PRttttP ?????????1211RttttR 11122 ?????????? ? )1,(,RPRfRPf ?????各種流動形式的比較 (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 ，而逆流時， 則可能大于 ，可見，逆流布置時的換熱最強(qiáng)。 （ 7） 當(dāng) R超過線圖所表示的范圍或者當(dāng)某些區(qū)域的Ψ值不易讀準(zhǔn)時，可以用 P’和 R’查圖。 （ 6） Ψ 設(shè)計中最好使 Ψ ，若 Ψ理。 （ 3） R的物理意義：兩種流體的熱容量之比 22112 2 1 1mmqcttRt t q c? ??????? ??（ 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） 對于管殼式換熱器，查圖時需要注意流動的 “ 程 ” 數(shù) 2 2 1 11 2 2 2t t t tPRt t t?? ? ? ??????? ? ?? ?、（ 5） Ψ 值總是小于或者等于 1。 圖 1 1－ 1－ 4等多流程管殼式換熱器的修正系數(shù)
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