(化工原理)第四节-传热计算课件.ppt
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- 关 键 词:
- 化工 原理 第四 传热 计算 课件
- 资源描述:
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1、(化工原理)第四节 传热计算概述概述 n传热计算主要有两类:n一类是设计计算,即根据生产要求的热负荷,确定换热器的传热面积;n另一类是校核计算,即计算给定换热器的传热量、流体的流量或温度等。4-4-1 能量衡算能量衡算-1 以小时为基准,无外功加入,且位能和动能项均可忽略,故实质上为焓衡算。n假设换热器绝热良好,热损失可以忽略时,单位时间内 n式中 Q 换热器的热负荷(即传热速率),kJ/h或Wn W流体的质量流量,kg/hn H 单位质量流体的焓,kJ/kgn若换热器中两流体无相变化 n式中 cp 流体的平均定压比热,kJ/(kg);nt冷流体的温度,;nT热流体的温度,。能量衡算能量衡算-
2、3n若换热器中的热流体有相变化 n式中 Wh 饱和蒸气(即热流体)冷凝速率,kg/h;n r饱和蒸气的冷凝潜热,kJ/kg。n 冷凝液在饱和温度下离开换热器 n若冷凝液的温度低于饱和温度时 n式中cph 冷凝液的比热,kJ/(kg);n Ts冷凝液的饱和温度,。4-4-2 总传热速率微分方程和总传总传热速率微分方程和总传热系数热系数-1n一、总传热速率微分方程总传热速率微分方程dQ=K(T-t)dS=KtdS nK局部总传热系数局部总传热系数,W/(m2);nT换热器的换热器的任一截面上热流体的平均温度任一截面上热流体的平均温度,nt换热器的任一截面上冷流体的平均温度换热器的任一截面上冷流体的
3、平均温度,n总传热速率微分方程式总传热速率微分方程式n总传热系数总传热系数的定义式表明总传热系数在数值的定义式表明总传热系数在数值上等于上等于 单位温度差下的热通量。单位温度差下的热通量。总传热速率微分方程和总传热系总传热速率微分方程和总传热系数数-2选择的传热面积不同,总传热系数不同dQ=Ki(T-t)dSi=KO(T-t)dS0=Km(T-t)dSm nKi、KO、Km基于管内表面积、外表面积和内外表面平均面积的总传热系数,W/(m2);nSi、S0、Sm换热器管内表面积、外表面积和内外侧的平均面积,m2。ndQ及(T-t)和选择的基准面积无关,故ndi、do、dm管内径、外径和内外径的平
4、均直径,m总传热速率微分方程和总传热系总传热速率微分方程和总传热系数数-4n二、总传热系数二、总传热系数n(一)、总传热系数的数值范围(一)、总传热系数的数值范围 总传热系数K值主要取决于流体的物性、传热过程的操作条件及换热器的类型 总传热速率微分方程和总传热系总传热速率微分方程和总传热系数数-6n(二)、总传热系数的计算式 通过管壁之任一截面的热传导速率n(Tw-tw)管任一截面两侧的温度差,nb管壁的厚度,mn管壁材料的导热系数,W/(m2)nSm管壁内、外侧表面的平均面积,m2。dQ=i(T-TW)dSi dQ=O(tW-t)dSO总传热速率微分方程和总传热系数总传热速率微分方程和总传热
5、系数-7总传热速率微分方程和总传热系数总传热速率微分方程和总传热系数-8 dQ=Ki(T-t)dSi=KO(T-t)dS0=Km(T-t)dSm总传热速率微分方程和总传热系总传热速率微分方程和总传热系数数-9n(三)污垢热阻(三)污垢热阻n(四)、提高总传热系数途径分析(四)、提高总传热系数途径分析n若传热面为平壁或薄管壁时,若传热面为平壁或薄管壁时,di、do及及dm相相等或相近等或相近 总传热速率微分方程和总传热系总传热速率微分方程和总传热系数数-10n若 io则 Kon由此可知n总热阻是由热阻大的那一侧的对流传热所控制,即当两个对流传热系数相差较大时,要提高K值,关键在于提高对流传热系数
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