13 第五章 传热过程计算与换热器1.pptx

第1页：本章内容目录

本章目录

• 程计算与换热器第一节传热过程分析第二节传
• 热量衡算方程
• 总传热速率方程
• 总传热系数方程
• 平均传热温差
• 壁温的计算

第2页：传热过程分析

传热过程分析：热流体侧的对流传热间壁的导热冷流体侧的对流传热边界层是传热的主要热阻所在。传热间壁传热方式

第3页：热量衡算方程

热量衡算方程

• 一、热量衡算方程热流体入m1,cp1,T1热流体出m1,cp1,T2冷流体入m2,cp2,t1冷流体出m2,cp2,t2
• （1）若换热器内两流体均无相变（忽略热损失）
• （2）若换热器一侧有相变（忽略热损失）如热流体为饱和蒸汽冷凝：若饱和蒸汽冷凝(Ts)后再冷却到T2：第二节传热过程的基本方程

第4页：总传热速率方程

总传热速率方程：二、总传热速率方程总传热系数，单位W/m2K式中：

第5页：总传热系数方程

总传热系数方程：三、总传热系数方程考虑到实际传热时间壁两侧还有污垢热阻，则上式变为：若α取平均，则（其中A可取A1、Am、A2均可）总热阻对流热阻污垢热阻导热热阻污垢热阻对流热阻总传热热阻

第6页：传热过程的基本方程

传热过程的基本方程

• .对于管式换热器，A一般取管外表面积。假设1代表外侧，2代表内侧，此时K的计算方程为
• 2.当传热壁为平壁或薄壁管时
• 3.当污垢热阻和管壁热阻均可忽略时
• 4.当α1»α2时

第7页：平均传热温差

平均传热温差

• 四、平均传热温差
• 1．恒温差传热
• 2．变温差传热

第8页：传热过程的基本方程

传热过程的基本方程：以冷、热流体均无相变、逆流流动为例：

第9页：传热过程的基本方程（续）

传热过程的基本方程（续）

• ---------对数平均温差（逆、并流）（逆、并流）第二节传热过程的基本方程说明
• •并流时一般恒有Δt1>Δt2。
• •逆流时Δt1可能大于Δt2，也可能小于Δt2。
• •所获得的Δtm计算式对各种变温传热均适用。当两侧流体有一侧恒温时，不论并流还是逆流，Δtm均相等。

第10页：传热过程的基本方程

传热过程的基本方程：若流动非逆并流，如错流、折流，则Δtm需采用特殊的计算式。工程上，为了快速计算，Δtm常用下述方法：其中：

第11页：的计算可采用

的计算可采用

• P255页式（5-27）或图5-6确定。说明
• •φ<1，即Δtm<Δtm逆。
• •设计时应使φ尽可能大，一般使φ0.9，最小不低于0.8。
• •增大φ的方法是改用多壳程，即将几台换热器串联使用。

第12页：壁温的计算

壁温的计算

• 五、壁温的计算
• 1.对于α1、α2均已知的情况结合壁温
• 2.对于α1、α2有一个未知的情况由于K无法直接求出，Q计算不出，因此壁温不能直接求出，需试差计算。如α1未知、α2已知

第13页：传热过程的基本方程

传热过程的基本方程：传热计算小结（逆、并流）（其他流动情况）