陶文铨传热学B第10章课件.ppt

1、第九章主要复习内容第九章主要复习内容1 1、角系数的定义及性质、角系数的定义及性质1,222,11ddddXdAXdA1,222,11XAXAniinXXXXX1,1,13,12,11,11niiXX12,12,1相对性相对性可加性可加性完整性完整性2 2、角系数的代数分析法、角系数的代数分析法13212,12AAAAX13212,12llllX由由三个非凹表面组成的闭合系统三个非凹表面组成的闭合系统角系数：角系数：两个相对的非凹表面角系数：两个相对的非凹表面角系数：abbdacadbcXcdab2)()(,的断面长度表面不交叉线之和交叉线之和12,12AX4、两黑体表面封闭系统的辐射传热两黑

2、体表面封闭系统的辐射传热)()(211,22212,111,2222,1112,1bbbbbbEEXAEEXAXEAXEA3、有效辐射与投入辐射的定义有效辐射与投入辐射的定义5 5、两个漫灰表面组成的封闭腔的辐射传热、两个漫灰表面组成的封闭腔的辐射传热2222,11111212,1111AXAAEEbb212,11bbSEEXA 6 6、简化形式、简化形式简化形式简化形式1：平面或凸表面：平面或凸表面111)(22112112,1AAEEAbb111)(21212,1bbEEA简化形式简化形式2：两个平行平板两个平行平板简化形式简化形式3：大空间小物体：大空间小物体)(21112.1bbEEA

3、1 1、通过平壁的传热过程计算、通过平壁的传热过程计算21111hhk 1Wt2Wt1h2h2ft1ft111Ahttwf 222Ahttfw Attww 21)(1)11()(212121ffffttkAAhhttfitfotiAh1 AoAh11wt2wt2 2、通过圆筒壁的传热过程计算、通过圆筒壁的传热过程计算orirlfohfihrfitfotwitwotldhttddlttldhttoofowoiowowiiiwifi ln2ldhddlldhttooioiifofi 1ln211 oiooioihdddddhk1ln211 )()(fofiofofiottldkttkA ooioi

4、ioAhddlAhkA1ln2111 fitfotiihA1lddio 2)/ln(oohA1 以以Ao为基准面为基准面witwot加保温层加保温层odlddio 2)/ln(导导热热热热阻阻ooAh1对对流流换换热热热热阻阻l odcrdocrhd 23 3、临界热绝缘直径、临界热绝缘直径1、换热器分类、换热器分类换热器定义：换热器定义：分类：分类：间壁式：换热器内冷、热流体由壁面隔开。间壁式：换热器内冷、热流体由壁面隔开。混合式混合式：换热器内冷、热流体直接接触、：换热器内冷、热流体直接接触、互相混合来实现热量交换。互相混合来实现热量交换。蓄热式：冷、热两种流体依次交替地流过蓄热式：冷、热

5、两种流体依次交替地流过 换热器的同一换热面（蓄热体）换热器的同一换热面（蓄热体）实现非稳态的热量交换。实现非稳态的热量交换。用来使热量从热流体传到冷流体，用来使热量从热流体传到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置。以满足规定的工艺要求的装置。2、间壁式换热器的主要形式、间壁式换热器的主要形式1、简单顺、逆流换热器平均温差的计算、简单顺、逆流换热器平均温差的计算顺流换热器顺流换热器1mq2mq1t2t2tdA1t2tt1dt2dttt1txAtAtdAkd 注：热流体角标注：热流体角标1 1 冷流体角标冷流体角标2 2入口参数入口参数出口参数出口参数热平衡方程：热平衡方程：传热方程：传热方程：)(

6、11111ttcqm )(2 2222ttcqm mtkAtdAkd 111dtcqdm 222dtcqdm 三个基本方程：三个基本方程：微分方程微分方程 21无散热损失时无散热损失时假设：假设：constcqm、)1(constk)2(21)3(无散热损失无散热损失流动方向导热忽略流动方向导热忽略)4(minmaxminmaxlntttttm 适用于简单逆流、顺流适用于简单逆流、顺流对数平均温差对数平均温差maxt mint 21maxttt 2 1minttt 简单顺流时2 1maxttt 21minttt 简单逆流时简单逆流时mint maxt 2、其它复杂布置时平均温差的计算、其它复杂

7、布置时平均温差的计算逆逆,mmtt ),(PRf 线算图线算图2 2 11ttttR1122cqcqmm212 2ttttP实际温升实际温升理论温升理论温升温差修正系数温差修正系数逆逆其它其它顺顺,mmmttt 1、设计类型与设计方法、设计类型与设计方法设计类型设计类型设计计算：设计计算：校核计算：校核计算：根据给定设计工况，设计新换热器，根据给定设计工况，设计新换热器，确定换热面积确定换热面积对已有换热器，确定其非设计工对已有换热器，确定其非设计工况下的换热能力况下的换热能力设计方法设计方法平均温差法平均温差法传热单元数法传热单元数法2、换热器设计的平均温差法、换热器设计的平均温差法（1）初

8、步布置换热面，并计算出相应的传热系数）初步布置换热面，并计算出相应的传热系数k。（2）根据给定条件，求待定温度。）根据给定条件，求待定温度。（3）计算平均温差，查找温度修正系数。）计算平均温差，查找温度修正系数。（4）由传热方程求出面积）由传热方程求出面积A，并核算两侧流动阻力。，并核算两侧流动阻力。（5）流阻过大，则改变设计方案。）流阻过大，则改变设计方案。设计计算步骤：设计计算步骤：设计计算已知条件：设计计算已知条件：通常给定通常给定qm1c1、qm2c2以及以及4个温度中的个温度中的3个，求个，求k、A。（1）先假设一个流体的出口温度，按热平衡求另一出口温度。）先假设一个流体的出口温度，

9、按热平衡求另一出口温度。（2）根据）根据4个温度计算平均温差个温度计算平均温差tm。（3）根据结构，算出相应工作条件下的传热系数）根据结构，算出相应工作条件下的传热系数k。（4）已知）已知kA和和tm，用传热方程求假设传热量，用传热方程求假设传热量ht。（5）根据）根据4个温度，用热平衡式求假设传热量个温度，用热平衡式求假设传热量hb。（6）比较）比较ht 与与hb，二者不符，则重新假设一个出口温度，二者不符，则重新假设一个出口温度，重复重复1-6的步骤，直到二者接近程度满足计算精度。的步骤，直到二者接近程度满足计算精度。校核计算步骤：校核计算步骤：校核计算已知条件：校核计算已知条件：通常给定

10、通常给定qm1c1、qm2c2、t1、t2、A，利用三个基本方，利用三个基本方程解其余未知量。程解其余未知量。例例1：设计计算：设计计算已知：已知：;/3000,/200021hkgqhkgqmm)/(2000),/(2.4221KmWkKkgkJcc CtCtCtooo30,10,80221 求：求：（1）若为此换热器为）若为此换热器为逆流换热，逆流换热，A=?（2）若此换热器为）若此换热器为型管壳式换热器，型管壳式换热器，A=?解：解：（1）根据热平衡方程）根据热平衡方程)(1111ttcqm )(2 222ttcqm Cto501 Ctttttom8.4410503080ln)1050()3080(lnminmaxminmax mtkA 逆流逆流根据传热方程根据传热方程A=0.78m2=70kW（2）型管壳式换热器需求温差修正系数型管壳式换热器需求温差修正系数5.12 2 11 ttttR29.0212 2 ttttP查得查得=0.94Cttomm1.428.4494.0,逆逆 mtkA 根据传热方程根据传热方程A=0.83m2例例2：校核计算：校核计算求：求：?2 1tt、已知：逆流换热器已知：逆流换热器)/(2.4,/2212KkgkJcchtqmhtqCtCtmoo/5,20,90121)/(2000,122KmWkmA