16 第五章 传热过程计算与换热器4.pptx

第1页：传热计算小结和习题

传热计算小结和习题：第五章传热过程计算与换热器

第2页：概念传热的三个环节

概念传热的三个环节

• 一、概念传热的三个环节、传热速率、总传热系数、平均温差、传热效率、传热单元数、传热的设计型和操作型问题等。
• 二、设备列管式换热器的结构、多壳程多管程列管式换热器、热补偿方法、流程选择原则、强化传热措施等。
• 三、计算方法对数平均温差法（LMTD）、传热效率-传热单元数法（ε-NTU）。

第3页：计算公式

计算公式

• （逆、并流）（其他流动情况）
• 三、计算公式
• 1.对数平均温差法

第4页：本章小结

本章小结：逆流：并流：一般：2.传热效率-传热单元数法：

第5页：本章小结（续）

本章小结（续）

• •传热操作型问题分析方法：一般统一表示为：逆流：并流：NTUεCR增加如右图所示
• •NTU一定，CRε
• •CR一定，NTUε定性分析与定量计算

第6页：本章小结（续）

本章小结（续）

• •定性分析方法
• •根据操作条件的变化分析NTU、CR的变化趋势
• •利用右图定出ε的变化趋势
• •根据ε的变化确定T2（t2）的变化
• •根据热量衡算式确定Q、t2（T2）的变化
• •对于ε-NTU法较难确定结果的情况，需联合平均推动力法NTUεCR增加
• •对于ms1cp1与ms2cp2不能确定谁大谁小的情况：定性分析与定量计算

第7页：本章小结（续）

本章小结（续）：逆流：并流：分析时可从εi-NTUi入手•对于热流体侧是蒸汽冷凝的情况：分析时可认为CR1=，CR2=0定性分析与定量计算

第8页：定性分析与定量计算例

定性分析与定量计算例

• 定性分析与定量计算例1：冷热流体在套管中进行无相变逆流传热，内外流体呈湍流流动，问
• （1）t1、ms1、ms2不变，T1增大时，Q、T2、t2怎样变化？
• （2）T1、t1、ms2不变，ms1增大时，Q、T2、t2怎样变化？分析
• （1）因为ms1、ms2不变，虽然T1增大，但α1、α2基本不变，K不变。NTUiεiCRi增加

第9页：定性分析与定量计算

定性分析与定量计算

第10页：定性分析与定量计算例

定性分析与定量计算例

• 定性分析与定量计算例2：一套管换热器用饱和水蒸汽加热某液体。
• （1）保持t1、ms2不变，当饱和蒸汽的压力增大时，Q、t2怎样变化？
• （2）保持t1和蒸汽压力不变，ms2增大时，Q、t2怎样变化？

第11页：定性分析与定量计算

定性分析与定量计算

第12页：定性分析与定量计算例

定性分析与定量计算例：3：在一套管换热器中，冷热流体逆流流动，已知，冷热流体侧的对流传热系数分别为2000和1000 W/m2·K，冷流体进出口温度为20°C和80°C，热流体进出口温度为150°C和100°C。若保持冷流体流量不变，热流体的流量变为原来的2倍，两流体进口温度不变，两流体均处于湍流区，问：（1）冷热流体出口温度变为多少？150°C100°C20°C80°C

第13页：定性分析与定量计算

定性分析与定量计算

第14页：定性分析与定量计算

定性分析与定量计算

第15页：例4 在套管式油冷却器里

例4 在套管式油冷却器里：例4在套管式油冷却器里，热油在φ25×2.5mm的金属管内流动，冷却水在套管环隙内流动，油和水的质量流量皆为216kg/h，油的进、出口温度分别为150℃和80℃，水的进口温度为20℃。油侧对流传热系数为1.5kW/m2K，水侧的对流传热系数为3.5kW/m2K，油的比热为2.0kJ/kgK，试分别计算逆流和并流操作所需要的管长。忽略污垢热阻及管壁导热热阻。水t2a1=3.5kW/m2Kcp=4.187kJ/kgK216kg/h油216kg/hT2=80℃T1=150℃cp=2.0kJ/kgK，t1=20℃a2=1.5kW/m2K定性分析与定量计算

第16页：逆流时

逆流时：(以外表面为基准)水t2a1=3.5kW/m2Kcp=4.187kJ/kgK216kg/h油216kg/hT2=80℃T1=150℃cp=2.0kJ/kgK，t1=20℃a2=1.5kW/m2K

第17页：并流时

并流时：Q、t2、K与逆流时相同(以外表面为基准)本章习题和小结本章习题和小结水t2a1=3.5kW/m2Kcp=4.187kJ/kgK216kg/h油216kg/hT2=80℃T1=150℃cp=2.0kJ/kgK，t1=20℃a2=1.5kW/m2K

第18页：在相同条件下，定性分析与定量计算

在相同条件下，定性分析与定量计算：结论：在相同条件下，定性分析与定量计算

第19页：例5 有一台现成的卧式列管冷却器

例5 有一台现成的卧式列管冷却器

列管式换热器基本尺寸如下

换热管规格φ25×2.5mm管长l=4m管程数m=4总管数N=272根外壳直径D=700mm附

下水的物性

定性分析与定量计算

第20页：污垢及管壁热阻为0.0009m2K/W

污垢及管壁热阻为0.0009m2K/W：（以外表面计）

第21页：污垢及管壁热阻为0.0009m2K/W（续）

污垢及管壁热阻为0.0009m2K/W（续）：α1=7000kW/m2K污垢及管壁热阻为0.0009m2K/W（以外表面计）

第22页：

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第23页：定性分析与定量计算

定性分析与定量计算

第24页：例6 换热器的串联问题TsTst1t2t

例6 换热器的串联问题TsTst1t2t：例6换热器的串联问题TsTst1t2t’′双管程列管式饱和蒸汽Ts饱和水Ts冷却水t2冷却水t1t’′定性分析与定量计算

第25页：冷凝冷却器饱和蒸汽Ts冷水T2t2冷却水

冷凝冷却器饱和蒸汽Ts冷水T2t2冷却水：t1TsT2t1t2t’′定性分析与定量计算