1674传热计算

1674传热计算内容摘要：

P=(t2t1)/ (T1 t1) = 冷流体的温升 /两流体的最初温差 根据冷 、 热流体进 、 出口的温度 ， 依上式求出 R和 P值后 ，校正系数 εΔt值可根据 R和 P两参数从相应的图中查得。 4 错流和折流时的平均温度差 mwwwmwtKSttStTSbTTSQ)()()(221111 SQTTw 22 SQtSbQTtmww  对稳定传热过程 式中 S S Sm分别代表热流体侧传热面积 、 冷流体侧传热面积 和平均传热面积。 Tw、 tw分别代表热流体侧和冷流体侧的壁温 α α2分别代表热流体侧和冷流体侧的对流传热系数 整理上式可得 四、壁温的计算 例 在一由 216。 25 ， 管内通入高温气体 ， 进口 500℃ ,出口 400℃。 管外为 p=981kN/m2压力 （ 绝压 ） 的水沸腾。 已知高温气体对流传热系数 a1=250W/ m2℃， 水沸腾的对流传热系数 a2=10000 W/ m2℃。 忽略管壁 、 污垢热阻。 试求管内壁平均温度 Tw及管外壁平均 tw。 kmwddddbKm2212111/242252010 00 01204525011111解： (a) 总传热系数 以管子内表面积 S1为基准 (c)计算单位面积传热量 1882506558045011 SQTT w ℃ (d)管壁温度 Q/S1=K1Δtm =242 271=65580W/ m2 T热流体的平均温度 ， 取进 、 出口温度的平均值 T=(500+400)/2=450 ℃ 管内壁温度 (b) 平均温度差 在 p=981 kN/m2， 水的饱和温度为 179℃ 27 12 )17 940 0()17 950 0(  mt℃ 管外壁温度 mww SQbTt21111/582 20655 80 mwddSQSSSQSQmmm 845 82 9 0450 02 88 wt℃ 由此题计算结果可知：由于水沸腾对流传热系数很大 ， 热阻很小 ， 则壁温接近于水的温度 ， 即 壁温总是接近对流传热系数较大一侧流体的温度。 又因管壁热阻很小 ， 所以管壁两的温度比较接近。  强化传热的目的：以最小的传热设备获得最大的生产能力。  强化传热的途径： 加大传热面积 加大传热面积可以增大传热量 ， 但设备增大 ， 投资和维费也随之增加。 可采用翅片或螺旋翅片管代替普通金属管。 增加平均温度差 在理论上可采取提高加热介质温度或降低冷却介质温度的办法 ， 但受客观条件 （ 蒸汽压强 、 气温 、 水温 ） 和工艺条件 （ 热敏性 、 冰点 ） 的限制。 提高蒸汽压强 ， 设备造价会随之提高。 在一定气源压强下 ， 可以采取降低管道阻力的方法来提高加热蒸汽的压强。 在一定条件下也可采用逆流代替并流。 减少传热阻力 （ 1） 减少壁厚或使用热导率较高的材料； （ 2） 防止污垢形成或经常清除污垢； （ 3） 加大流速 ， 提高湍动程度 ， 减少层流内层的厚度均有利于提高对流传热系数。 五、传热的强化 换热器的分类： 按用途分：加热器 、 冷却器 、 蒸发器 、 再沸器 、 冷凝器等 按传热方式分：间壁式 、 混合式 按换热器结构和传热面形式对间壁式换热器分类：管式和 板式两类。 前者包括蛇管式 、 套管式 、 列管式 、 翅片管式 等 ， 后者包括板式 、 螺旋板式 、 夹套式等 第六节 换热器 t1 t2 T1 T2 结构：两种直径不同的标准管组成同心套管 ， 内管可用 U形管连接 ， 而外管之间也由管子连接。 一、间壁式换热器 套管式换热器 套管换热器  套管式换热器由几段不同口径的不锈钢管组成的同心套管联接而成。 每段套管称为一程，长度一般为 46m。 每程的内管之间用 U型管联接，外管之间用支管联接。 注意：适当选择两个管径 ， 以使内管与环隙间的流体呈湍流状态 ， 使具有较高的总传热系数 ， 同时也减少垢层的形成。 缺点：单位传热面的金属消耗量很大 ， 占地较大 ， 故一般适用于流量不大 、 所需传热面亦不大及高压的场合。 优点：结构简单 、 能耐高压 、 制造方便 、 应用灵便 、 传热面易于增减。 蛇管式换热器可分为沉浸式和喷淋式两种。 沉浸式蛇管换热器 蛇管多以金属管子弯绕而成 ， 或制成适应容器需要的形状 ， 沉浸在容器中 ， 两种流体分别在管内 、 外进行换热。 优点：结构简单 、 便于制造 、 便于防腐 、 且能承受高压。 缺点：管外液体的对流传热系数较小 ， 从而总传热系数亦小 ， 如增设搅拌装置 ， 则可提高传热效果。 喷淋蛇管式换热器 冷水由最上面管子的喷淋装置中淋下 ， 沿管表面下流 ， 而被冷却的流体自最下面管子流入 ， 由最上面管子中流出 ， 与外面的冷流体进行热交换 ，所以传热效果较沉浸式为好。 与沉浸式相比 ， 该换热器便于检修和清洗。 其缺点是占地较大 ， 水滴溅洒到周围环境 ， 且喷淋不易均匀。 2 蛇管式换热器 结构：壳体 、 管束 、 管板 （ 又称花板 ） 、 封头 （ 端盖 ） 等。 冷、热流体两种流体在列管式换热器内进行换热时，一种流体通过管内，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。 换热器内通过管内的流体每通过一次管束称为一个管程；管程数多有利于提高管程流体的流速和对流传热系数，但能量损失增加，传热温度差小，程数以 6程多见。 管外流体每通过一次壳体成为一个壳程。 在管外装有折流板（或挡板）可以提高壳程流体的流速，以保持较高的传热系数，折。