传热过程计算课件.ppt

1、化学工业出版社化学工业出版社 n 传热过程计算传热过程计算化学工业出版社化学工业出版社 n 管内壁热流体对流传热管外壁热传导 冷流体对流传热一、间壁传热过程：间壁传热过程：热量热量:热流体冷流体thtcth,wtc,wQQ2 2.5 .5 总传热速率方程总传热速率方程化学工业出版社化学工业出版社 n 各部分传热速率方程：各部分传热速率方程：v管内侧流体管内侧流体v管壁导热管壁导热v管外侧流体管外侧流体v对稳态传热对稳态传热)(,whhiiittSQbttSQwcwhmm/)(,)(,000cwcttSQomiQQQQ化学工业出版社化学工业出版社 n 热流体冷流体thtcth,wtc,wQQmw

2、cwhiiwhhSbttSttQ,100,1Sttcwc0011SSbSttQmiich因此，Rt00111SSbSKSRmii令：)(chttKSQ总传热速率方程：化学工业出版社化学工业出版社 n 式中，式中，K 总传热系数，总传热系数，W/m2K。注意：注意：K 与与 S 对应，选对应，选Si、Sm 或或 S0 ）代替（用平均传热温差chmtttmtKSQ总传热速率方程：化学工业出版社化学工业出版社 n 式中式中 Q Q传热速率，传热速率，W W；q q热通量，热通量，W/mW/m2 2；K K比例系数，称为传热系数，比例系数，称为传热系数，W/(mW/(m2 2K)K)；S S传热面积，

3、传热面积，m m2 2；ttm m换热器的传热推动力，或称传热换热器的传热推动力，或称传热平均温度差，平均温度差，K K；R R=1/(=1/(KSKS)换热器的总热阻，换热器的总热阻，K/WK/W；R R=1/=1/K K换热器的总热阻，换热器的总热阻，m m2 2K/WK/W。化学工业出版社化学工业出版社 n 传热系数传热系数K KmtSQK/K K 传热系数，表示换热设备性能的重要参数传热系数，表示换热设备性能的重要参数K K的物理意义的物理意义:当冷热两流体之间的温度差为当冷热两流体之间的温度差为11时时,在单位时间内通过单位传热面积的传热量在单位时间内通过单位传热面积的传热量.K K

4、的来源：的来源：实验测定；实验测定；取生产实际的经验数据；取生产实际的经验数据；计算求得。计算求得。化学工业出版社化学工业出版社 n v化工过程的传热问题可分为两类：一化工过程的传热问题可分为两类：一类是设计型问题，即根据生产要求，类是设计型问题，即根据生产要求，选定（或设计）换热器；另一类是操选定（或设计）换热器；另一类是操作型问题，即计算给定换热器的传热作型问题，即计算给定换热器的传热量、流体的流量或温度等。两者均以量、流体的流量或温度等。两者均以传热基本方程为基础。下面以设计型传热基本方程为基础。下面以设计型问题为例分析解决传热问题要涉及到问题为例分析解决传热问题要涉及到的有关内容。的有

5、关内容。化学工业出版社化学工业出版社 n v对于一定的传热任务，确定换热器所对于一定的传热任务，确定换热器所需传热面积是选择（或设计）换热器需传热面积是选择（或设计）换热器的主要任务。由传热方程式可知，要的主要任务。由传热方程式可知，要计算传热面积，必须先求得传热速率计算传热面积，必须先求得传热速率 Q Q、传热平均温度差、传热平均温度差ttm m以及传热系数以及传热系数K K，这些项目的求取涉及到热量衡算、，这些项目的求取涉及到热量衡算、传热推动力、各种传热方式的规律等传热推动力、各种传热方式的规律等有关理论和计算。有关理论和计算。化学工业出版社化学工业出版社 n 二、热负荷的计算(一一)热

6、负荷与传热速率热负荷与传热速率1.1.热负荷：换热器单位时间内冷热流体所交换的热量。热负荷：换热器单位时间内冷热流体所交换的热量。传热速率：单位时间内通过传热面传递的热量。传热速率：单位时间内通过传热面传递的热量。2.2.热负荷与传热速率的区别：热负荷与传热速率的区别：热负荷热负荷是生产上要求换热器单位时间传递的热量，是生产上要求换热器单位时间传递的热量，是换热器的生产任务。是换热器的生产任务。传热速率传热速率是换热器单位时是换热器单位时间能够传递的热量，是换热器的生产能力，主要间能够传递的热量，是换热器的生产能力，主要由换热器自身的性能决定。为保证换热器完成传由换热器自身的性能决定。为保证换

7、热器完成传热任务，应使换热器的热任务，应使换热器的传热速率大于至少等于其传热速率大于至少等于其热负荷。热负荷。化学工业出版社化学工业出版社 n (二二)热量衡算与热负荷的确定热量衡算与热负荷的确定1 1、热量衡算、热量衡算以单位时间为基准以单位时间为基准 Q Qh h=Q Qc c+Q+QL L Q Qh h 热流体放出的热量，热流体放出的热量，kJ/skJ/s或或kWkW Q Qc c 冷流体吸收的热量，冷流体吸收的热量，kJ/skJ/s或或kWkW Q QL L 热热损失，热热损失，kJ/skJ/s或或kWkW2 2、热负荷的确定、热负荷的确定若忽略热损失，热负荷取若忽略热损失，热负荷取Q

8、 Qh h或或QcQc若有热损失，哪种流体走管程，就应取哪种若有热损失，哪种流体走管程，就应取哪种流体的传热量作为换热器的热负荷。流体的传热量作为换热器的热负荷。化学工业出版社化学工业出版社 n 3.3.热负荷的计算方法热负荷的计算方法（1 1）焓差法）焓差法 Q Qh h=q=qm,hm,h(H(H1 1-H-H2 2)Q Qc c=q=qm,cm,c(h(h2 2-h-h1 1)若无热损失，若无热损失，Q Qh h=Q=Qc c00的液体的焓为零的液体的焓为零J/kgJ/kg蒸汽的焓取蒸汽的焓取00的液体的焓为零的液体的焓为零J/kgJ/kg作计算基准。作计算基准。此法使用时受到限制，有些

9、液体的焓很难查到。此法使用时受到限制，有些液体的焓很难查到。化学工业出版社化学工业出版社 n （2 2）显热法（无相变时）显热法（无相变时）Q Qh h=q=qm,hm,hC Cp,hp,h(T(T1 1-T-T2 2)Q Qc c=q=qmcmcC Cp,cp,c(t(t2 2-t-t1 1)若无热损失，若无热损失，Q Qh h=Q=Qc cC Cp,hp,h、C Cp,cp,c：冷热流体进出口温度范围：冷热流体进出口温度范围内的平均比热，亦是进出口平均温内的平均比热，亦是进出口平均温度下的比热。度下的比热。化学工业出版社化学工业出版社 n （3 3）潜热法（有相变）潜热法（有相变）Q Qh

10、 h=q qm,hm,hh h Q Qc c=q qm,cm,cc c若无热损失，若无热损失，Q Qh h=Q=Qc c注意：注意：a.a.通过上式可计算载热体或冷流体的通过上式可计算载热体或冷流体的热量。热量。b.b.若有热损失若有热损失Q=QQ=Qc c=Q Qh h+Q+QL L 热损失在热流体一侧热损失在热流体一侧Q=Q=Q Qh h=Q=Qc c+Q+QL L 热损失在冷流体一侧热损失在冷流体一侧化学工业出版社化学工业出版社 n 三、传热温度差的计算三、传热温度差的计算v当用传热基本方程式计算整个换热器当用传热基本方程式计算整个换热器的传热速率时，必须使用整个传热面的传热速率时，必须

11、使用整个传热面积上的平均温差。积上的平均温差。v传热平均温度差的大小及计算方法与传热平均温度差的大小及计算方法与换热器中两流体的相互流动方向及温换热器中两流体的相互流动方向及温度变化情况有关。换热过程中，热流度变化情况有关。换热过程中，热流温度沿程降低，冷流温度沿程升高，温度沿程降低，冷流温度沿程升高，故冷热流体温度差在换热器表面各点故冷热流体温度差在换热器表面各点不同。不同。化学工业出版社化学工业出版社 n v换热器中两流体间有不同的流动型式换热器中两流体间有不同的流动型式 。v若两流体的流动方向相同，称为若两流体的流动方向相同，称为并流并流；若两流体的流动方向相反，称为若两流体的流动方向相

12、反，称为逆流逆流；若两流体的流动方向垂直交叉，称为若两流体的流动方向垂直交叉，称为错流错流；若一流体沿一方向流动，另一若一流体沿一方向流动，另一流体反复折流，称为流体反复折流，称为简单折流简单折流；若两若两流体均作折流，或既有折流，又有错流体均作折流，或既有折流，又有错流，称为流，称为复杂折流复杂折流。化学工业出版社化学工业出版社 n v当两流体在换热过程中均只发生相变时，当两流体在换热过程中均只发生相变时，热流体温度热流体温度T T和冷流体温度和冷流体温度t t都始终保持不都始终保持不变，称为变，称为恒温传热恒温传热。v换热器的传热推动力可取任一传热截面上换热器的传热推动力可取任一传热截面上

13、的温度差，即的温度差，即ttm m=T Tt t。v大多数情况下，间壁一侧或两侧的流体温大多数情况下，间壁一侧或两侧的流体温度沿换热器管长而变化，称为度沿换热器管长而变化，称为变温传热变温传热。变温传热时，各传热截面的传热温度差各变温传热时，各传热截面的传热温度差各不相同。由于两流体的流向不同，对平均不相同。由于两流体的流向不同，对平均温度差的影响也不相同，故需分别讨论。温度差的影响也不相同，故需分别讨论。化学工业出版社化学工业出版社 n (1)(1)恒温传热恒温传热 两侧流体温度恒定：两侧流体温度恒定：恒定tTtm(2)(2)变温传热变温传热 一侧有温度变化一侧有温度变化Tt化学工业出版社化

14、学工业出版社 n 两侧流体均有温度变化两侧流体均有温度变化t1t2T1T2t1t2T1T2化学工业出版社化学工业出版社 n 化学工业出版社化学工业出版社 n 2121lntttttm对数平均温度差：211tTt122tTt逆流并流说明：说明：逆流：逆流：并流：并流：111tTt222tTt)(212/2121tttttm时，可近似取进、出口条件相同时，并逆,mmtt化学工业出版社化学工业出版社 n 工业上，一般采用逆流操作（节省加热面积）。工业上，一般采用逆流操作（节省加热面积）。思考：逆流操作的思考：逆流操作的tm一定大于并流操作的tm?一侧流体温度有变化，另一侧恒温时一侧流体温度有变化，另

15、一侧恒温时,并逆,mmtt11212 错流和折流错流和折流化学工业出版社化学工业出版社 n 错流、折流时平均温差错流、折流时平均温差 图算法图算法逆,mtmtt),(PRft温差校正系数：冷流体温升热流体温降1221ttTTR两流体最初温差冷流体温升1112tTttP化学工业出版社化学工业出版社 n c）当）当t值小于值小于0.8时，则传热效率低，时，则传热效率低，经济上不合理，经济上不合理，操作不稳定。操作不稳定。a）校正系数）校正系数t可根据可根据R和和P两参数从相应的图中查得。两参数从相应的图中查得。b）温差校正系数）温差校正系数t恒小于恒小于1。原因原因:换热器内出现温度交叉或温度逼近

16、现象。换热器内出现温度交叉或温度逼近现象。避免措施避免措施:采用多个换热器串联或采用多壳程结构，采用多个换热器串联或采用多壳程结构，换热器个数或所需的壳程数换热器个数或所需的壳程数,可用图解法确定。可用图解法确定。说明：说明：th1tc2th2tc1ANs=2无相变换热器设计计算无相变换热器设计计算化学工业出版社化学工业出版社 n 变温传热时流体流向的选择变温传热时流体流向的选择vT1、T2、t1、t2 相同时，逆流平均温差大相同时，逆流平均温差大于并流平均温差。当传热量一定时，逆流于并流平均温差。当传热量一定时，逆流操作所需的传热面积小于并流操作。操作所需的传热面积小于并流操作。v逆流时热流

17、体的出口温度可低于冷流的出逆流时热流体的出口温度可低于冷流的出口温度（高于冷流的入口温度），并流时口温度（高于冷流的入口温度），并流时热流体的出口温度必大于冷流的出口温度。热流体的出口温度必大于冷流的出口温度。当加热任务一定时，采用逆流传热可最大当加热任务一定时，采用逆流传热可最大限度地利用热能，节约载热体的用量。限度地利用热能，节约载热体的用量。化学工业出版社化学工业出版社 n v在换热器中，若参与换热的两流体都变温，在换热器中，若参与换热的两流体都变温，则一般都采用逆流操作，但是并流也有它则一般都采用逆流操作，但是并流也有它的特点，例如的特点，例如工艺上要求被加热的流体不工艺上要求被加热的

18、流体不得高于某一温度，或被冷却的流体不得低得高于某一温度，或被冷却的流体不得低于某一温度，采用并流较易控制。于某一温度，采用并流较易控制。但需要但需要注意，倘若采用逆流代替并流而节省了载注意，倘若采用逆流代替并流而节省了载热体，则其平均温差就未必仍比并流的大。热体，则其平均温差就未必仍比并流的大。化学工业出版社化学工业出版社 n 例例 硫酸生产中硫酸生产中 SO2的转化系统，用转化气在外部列管换的转化系统，用转化气在外部列管换热器中预热热器中预热 SO2气体。若转化气温度由气体。若转化气温度由440降至降至320，SO2气体由气体由220被加热至被加热至280，试求流传热和逆流传热的平均温，试

19、求流传热和逆流传热的平均温度差，并作比较，选定推动力较大的传热流向（设两气体进出度差，并作比较，选定推动力较大的传热流向（设两气体进出口温度在并、逆流时相同）口温度在并、逆流时相同）T1=440T2=320t1=220t2=280t1t2T1=440 T2=320t2=280t1=220t1t2解解:t1=T1-t1=220t2=T2-t2=40t1/t2=5.52并流传热时并流传热时化学工业出版社化学工业出版社 n 对数平均值对数平均值算术平均值算术平均值只能采用对数平均值只能采用对数平均值逆流传热逆流传热误差为误差为Ctttottm6.105ln2121Ctttom130221Ctttot

20、tm7.127ln2121Ctttom130221231.0mmmttt2/21ttt1=T1-t2=160t2=T2-t1=100t1/t2=1.62对数平均值对数平均值算术平均值算术平均值化学工业出版社化学工业出版社 n 误差为误差为018.0mmmttt2/21tt采用对数平均值和算术平均值均可采用对数平均值和算术平均值均可计算结果表明计算结果表明:在相同情况下，逆流传热的平均温度差大于并在相同情况下，逆流传热的平均温度差大于并流传热的平均温度差，这意味着采用逆流传热流传热的平均温度差，这意味着采用逆流传热要比并流传热相应减少传热面积或载热体使用要比并流传热相应减少传热面积或载热体使用量

21、。量。化学工业出版社化学工业出版社 n 四、传热系数的计算四、传热系数的计算K是衡量换热器性能的重要指标之一。其大小主要是衡量换热器性能的重要指标之一。其大小主要取决于流体的物性、传热过程的操作条件及换热器取决于流体的物性、传热过程的操作条件及换热器的类型等。的类型等。化工中常见传热过程的化工中常见传热过程的K值范值范化学工业出版社化学工业出版社 n K推导推导:根据根据得得意义：传热的总热阻意义：传热的总热阻,等于间壁两边对流传热热阻与间壁本等于间壁两边对流传热热阻与间壁本身导热热阻之和。身导热热阻之和。当换热器的间壁为单层平面壁时，因当换热器的间壁为单层平面壁时，因Si=So=S，则传热系

22、，则传热系数为：数为：oomiiSSbSmtQ11oomiiSSbsKS111oibK111化学工业出版社化学工业出版社 n 若间壁为多层平面壁以及间壁两侧有污垢积存时，若间壁为多层平面壁以及间壁两侧有污垢积存时，传热系数为：传热系数为：式中式中 Ri、Ro分别表示壁面两侧污垢热阻系数，分别表示壁面两侧污垢热阻系数，m2KW-1 若换热器的传热面为单层圆筒壁面时，若若换热器的传热面为单层圆筒壁面时，若SiSoS，即，即传热系数与传热面积对应时：传热系数与传热面积对应时：oibioiRRK111oomiiSSbsKS111化学工业出版社化学工业出版社 n 以管壁内表面为基准以管壁内表面为基准：或

23、或则：则：0011SSSbSKimiii0011dddbdKimiiimiitSKQ总传热速率方程：化学工业出版社化学工业出版社 n 以管壁外表面为基准：以管壁外表面为基准：或则iiomoooSSSbSK11iiomooodddbdK11mootSKQ总传热速率方程：化学工业出版社化学工业出版社 n 000000111SSRSbSRSSKdmidiii000001111domiodiiiRSSbSSRSSKKKK表示，则有：用将实际计算热阻应包括壁两侧污垢热阻：实际计算热阻应包括壁两侧污垢热阻：化学工业出版社化学工业出版社 n 000111domiodiiiRddbddRddK圆管中：圆管中：

24、ioiomdddddln其中，）（近似取：iomddd21LdS00平壁：平壁：moiSSSdoOdiimioRbRKKK11111化学工业出版社化学工业出版社 n (2)污垢热阻污垢热阻 Rdi和和 Rdo污垢热阻影响：污垢热阻影响：使使，热流量，热流量。污垢热阻取值：污垢热阻取值：经验数据。经验数据。注意：传热系数、污垢热阻的单位。注意：传热系数、污垢热阻的单位。(3)壁温计算壁温计算 忽略污垢热阻，稳态传热时：忽略污垢热阻，稳态传热时：mwcwhiiwhhSbttSttQ,100,1Ahttcwc结论：壁温接近表面传热系数大的一侧流体温度。结论：壁温接近表面传热系数大的一侧流体温度。ii

25、hwhSQtt,mwhwcSbQtt,oocSQttwc,化学工业出版社化学工业出版社 n 例题例题 某列管换热器的管束由某列管换热器的管束由25mmX2.5mm的钢管的钢管（=45 Wm-1K-1）组成，热空气流经管程，冷却水）组成，热空气流经管程，冷却水在管外和空气逆流流动。已知管内空气侧的在管外和空气逆流流动。已知管内空气侧的 i为为 50 Wm-2K-1，管外水侧的，管外水侧的 0为为 1000 Wm-2K-1，试求基，试求基于管外表面的传热系数于管外表面的传热系数 Ko和基于内表面的传热系数和基于内表面的传热系数Ki，并比较并比较KoAo和和KiAi。解：解：按圆管公式计算时按圆管公

26、式计算时omOiiOoSbSSSK11omoiiodbddd1代入已知数据计算代入已知数据计算 得得化学工业出版社化学工业出版社 n 计算结果表明，选取不同的传热表面，计算所得计算结果表明，选取不同的传热表面，计算所得K值不同。值不同。1202606.01WKmKo124.38KmWKo若以内表面为参考若以内表面为参考 得得1202085.011WKmSbSSSKimiooii1248KmWKi121201.30785.04.38KWmKmWldKSKoooo对一根管取单位长度有：对一根管取单位长度有：化学工业出版社化学工业出版社 n 例例 在上例中，如果管壁热阻可忽略。为提高传热系在上例中，

27、如果管壁热阻可忽略。为提高传热系数，在其它条件不变前提下，将数，在其它条件不变前提下，将1、2提高一倍的提高一倍的效果如何？效果如何？解解:（1）将）将1提高一倍提高一倍121212740135.0111002KmWKWKmddKKmWiiiioii增加增加54.1%化学工业出版社化学工业出版社 n （2）将）将2提高一倍提高一倍121212390255.01120002KmWKWKmddKKmWooiioooo增加增加1.56%表明，表明，K值接近热阻大一侧的值接近热阻大一侧的值，值，K受受小的一侧流小的一侧流体所控制。体所控制。欲提高欲提高K值，应从值，应从小的一侧入手。小的一侧入手。化学

28、工业出版社化学工业出版社 n 分析分析:（1）取基准传热面不同，）取基准传热面不同，K值不同。值不同。（2）当）当i与与0相差较大时相差较大时,以以小小的一侧传热的一侧传热面为基准（一般情况）。面为基准（一般情况）。（3）当）当i与与0相差不大时，以相差不大时，以Sm为基准。为基准。（4）当）当b很小，很小，d较大，即较大，即SiSOSm（5）若）若i 0，很大，很大，b很小，很小，K 化学工业出版社化学工业出版社 n 五、换热器的选择及传热过程的强化五、换热器的选择及传热过程的强化1换热器的选择换热器的选择 冷、热流体的流量、进出口温度、操作压力等；冷、热流体的流量、进出口温度、操作压力等；

29、冷、热流体的物性参数；冷、热流体的物性参数；冷、热流体的工艺特点、腐蚀性、悬浮物含量等。冷、热流体的工艺特点、腐蚀性、悬浮物含量等。换热器的选择，是在换热器系列化标准中确定换热器的选择，是在换热器系列化标准中确定合适的换热器类型和规格的过程。合适的换热器类型和规格的过程。换热器的选择首先要考虑以下事项。换热器的选择首先要考虑以下事项。（1）了解换热任务，掌握基本数据及特点。）了解换热任务，掌握基本数据及特点。化学工业出版社化学工业出版社 n （2）确定选用换热器的型式，决定流体的流动空间）确定选用换热器的型式，决定流体的流动空间。如选定列管换热器，对换热流体流动空间可按下列原则如选定列管换热器

30、，对换热流体流动空间可按下列原则确定。确定。不洁流体或易结垢、沉淀、结晶的流体走管程；不洁流体或易结垢、沉淀、结晶的流体走管程；需提高流速以增大对流传热系数的流体走管程；需提高流速以增大对流传热系数的流体走管程；腐蚀性流体走管程，以免腐蚀壳体和管束；腐蚀性流体走管程，以免腐蚀壳体和管束；压力高的流体走管程，管子耐压性好；压力高的流体走管程，管子耐压性好；饱和蒸气宜走管程，便于排出冷凝液；饱和蒸气宜走管程，便于排出冷凝液；粘度大或流量较小的流体宜走壳程，可在低粘度大或流量较小的流体宜走壳程，可在低 Re（Re100）达到湍流；）达到湍流；需冷却的流体一般选壳程，便于散热。需冷却的流体一般选壳程，

31、便于散热。化学工业出版社化学工业出版社 n 流体定性温度，查取或计算定性温度下有关物流体定性温度，查取或计算定性温度下有关物性数据；性数据；由传热任务计算热负荷；由传热任务计算热负荷；作出适当选择，并计算对数平均温度差；作出适当选择，并计算对数平均温度差；选取总传热系数、估计换热面积，由此可试选选取总传热系数、估计换热面积，由此可试选适当型号的换热器；适当型号的换热器；核算总传热系数；核算总传热系数；估算传热面积。估算传热面积。在换热器型式和规格确定中，计算的主要内容有：在换热器型式和规格确定中，计算的主要内容有：化学工业出版社化学工业出版社 n 2传热过程的强化传热过程的强化 传热过程的强化

32、目的是充分利用热能，提高换热传热过程的强化目的是充分利用热能，提高换热器单位面积的传热速率；力图以较小的传热面积或较器单位面积的传热速率；力图以较小的传热面积或较小体积的换热器完成一定的传热任务。小体积的换热器完成一定的传热任务。强化传热过程的主要途径有三条。强化传热过程的主要途径有三条。（1）增大传热面积）增大传热面积A 增大间壁式换热器传热面积增大间壁式换热器传热面积A，可提高过程的传，可提高过程的传热速率。但增大热速率。但增大A，设备投资费用增大。改进传热面，设备投资费用增大。改进传热面结构，采用螺纹管、波纹管代替光滑管，或采用新型结构，采用螺纹管、波纹管代替光滑管，或采用新型换热器如翅

33、片管式换热器，可以实现单位体积的传热换热器如翅片管式换热器，可以实现单位体积的传热面积增大的效果。面积增大的效果。化学工业出版社化学工业出版社 n 当工艺规定冷、热流体温度时，采用逆流换热可获当工艺规定冷、热流体温度时，采用逆流换热可获得较大的得较大的tm，亦可改用严格逆流的套管换热器或螺旋，亦可改用严格逆流的套管换热器或螺旋板换热器实现板换热器实现tm的增大。的增大。12111Khh 提高提高和和、降低、降低b都能使都能使K值增大。提高值增大。提高K值的具值的具体办法，可以从以下几个方面考虑。体办法，可以从以下几个方面考虑。（2）增大平均温度差）增大平均温度差tm 增大传热系数增大传热系数K

34、是强化传热过程最有效的途径。是强化传热过程最有效的途径。（3）增大传热系数）增大传热系数K化学工业出版社化学工业出版社 n 增加湍流程度、减小对流传热的热阻、增加湍流程度、减小对流传热的热阻、提高提高值。值。a提高流体流速、增加湍流程度、减小滞流提高流体流速、增加湍流程度、减小滞流底层厚度，可有效地提高无相变流体的底层厚度，可有效地提高无相变流体的值。值。b改变流动条件。通过设计特殊传热壁面，改变流动条件。通过设计特殊传热壁面，使流体在流动过程中不断改变流动方向，提高使流体在流动过程中不断改变流动方向，提高湍流程度。湍流程度。化学工业出版社化学工业出版社 n 尽量选择尽量选择大的流体给热状态。

35、例如，有相大的流体给热状态。例如，有相变的蒸气冷凝维持在滴状冷凝状态等。变的蒸气冷凝维持在滴状冷凝状态等。提高提高、降低、降低b。a尽量选择尽量选择较大的载热体；较大的载热体；b换热器金属壁面一般较换热器金属壁面一般较值大，热阻小；值大，热阻小；但污垢层热阻很大，应防止或减缓垢层形但污垢层热阻很大，应防止或减缓垢层形成并及时清除之。成并及时清除之。提高提高K值的途径在具体实施时要综合考虑。值的途径在具体实施时要综合考虑。化学工业出版社化学工业出版社 n 一单壳程单管程列管式换热器，由长一单壳程单管程列管式换热器，由长3m,直直径为径为252.5mm的钢管束组成。苯在换热的钢管束组成。苯在换热管

36、内流动，流量为管内流动，流量为1.8kg/s，由，由80被冷却到被冷却到30。冷却水在管外流动，进口温度为。冷却水在管外流动，进口温度为20，出口温度为出口温度为50。已知水侧和苯侧的给热系。已知水侧和苯侧的给热系数分别为数分别为1700W/m2K和和900W/m2K，苯的，苯的比热为比热为1.9kJ/kgK,钢的导热系数为钢的导热系数为45 W/mK，污垢热阻和热损失均忽略不计。试，污垢热阻和热损失均忽略不计。试求该列管换热器的管子数目。求该列管换热器的管子数目。化学工业出版社化学工业出版社 n v一定量的流体在圆形直管内作层流流动，一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若管长及物性均不变，而

37、管径减至原来的若管长及物性均不变，而管径减至原来的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍。来的多少倍。化学工业出版社化学工业出版社 n v一单壳程单管程列管式换热器，由一单壳程单管程列管式换热器，由204根规根规格为格为252.5mm的钢管束组成。苯在换的钢管束组成。苯在换热管内流动，流量为热管内流动，流量为1.5kg/s，由，由80被冷被冷却到却到30。冷却水在管外流动，流量为。冷却水在管外流动，流量为4068 kg/h，进口温度为，进口温度为20。已知水侧和。已知水侧和苯侧的给热系数分别为苯侧的给热系数分别为1700W/m2K和和900W/m2K，苯的比热为，苯的比热为1.9kJ/kgK,水的水的比热为比热为4.2 kJ/kgK，钢的导热系数为，钢的导热系数为45 W/mK，污垢热阻和热损失均忽略不计。，污垢热阻和热损失均忽略不计。试求该列管换热器的每根换热管长度。试求该列管换热器的每根换热管长度。