间壁式热交换的计算
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4、热平衡方程与热流量方程
1）热平衡方程
Φ热=Φ冷 ①若换热器的两种流体无相变化 ΦL=qm，h﹒cp,h(T1-T2) =qm，c﹒cp,c(Tˊ2-Tˊ1) ②若换热器中的热流体有相变
Φ L= qm，h﹒r=qm，c﹒cp,c(Tˊ2-Tˊ1)
2）热流量方程
• Φ=KA△tm
——总传热速率方程
1 1 1 Rh1 ( ) i Rh 2 K h1 h2
式中Rh2、Rh1分别表示壁面两侧污垢热阻系数，
m2· K· w-1
3）对已有换热器，还可通过实验测定
3、传热过程的平均温度差
1）定态恒温传热 指换热器间壁两侧冷、热两种流体进行热交 换时，沿换热壁的不同位置，任何时间两种流体的 温度都不发生变化，
t1 t 2 t m t1 ln t 2
4、热负荷及热量衡算
1）热负荷
生产工艺上完成某一加热或冷却任务需要在单 位时间内供给或取走的热量，ΦL
于一个能满足工艺要求的换热器而言，其传热 速率应等于或大于工艺热负荷，及Φ》ΦL。
热负荷的计算根据工艺特点有两种情况：
①流体在传热中只有相变的场合
t T t
(不变)
常见为一侧为液体恒温沸腾，另一侧为饱和蒸气冷凝。
2）定态变温传热 换热器中两种流体的流向可分为并流、逆流两种
变温传热即沿传热壁面的不同位置，一侧或两侧 流体的温度沿传热面不断变化
一侧流体变温时的温差变化
两侧流体变温下的温度差变化
冷热流体的平均温度差 （传热的平均推动力）
2、传热系数
1、选用经验数据
各种流体传热系数大小为： 冷凝蒸汽＞水＞油＞气体
2）根据公式计算总传热系数 ①换热器的间壁为单层平面壁
K
1 1 1 h1 h2
②换热器的传热面为单层圆筒壁面时
K2 1 A2 A 2 1 h 1 A1 Am h2
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：
ΦL=qm﹒L qm——流体的质量流量 L——流体的相变热
②流体在传热中仅有温度变化不发生相变的场合
ΦL=qm﹒cp(t2-t1)
2)热量衡算
Φ热=Φ冷
①若换热器的两种流体无相变化 ΦL=qm，h﹒cp,h(T1-T2) =qm，c﹒cp,c(t2-t1) ②若换热器中的热流体有相变 Φ L= qm﹒L=qm积热流量大小
q=Φ/A
2.4 间壁式热交换的计算 1、传热总方程
T Tw Tw t w t w t 1 1 h 1 A1 A h2 A2
或
1 1 h1 A1 A h2 A2
T t
Φ=KA△t
——传热总方程
式中K——传热系数称总传热系数，w· m-2· K-1
1）热平衡方程
Φ热=Φ冷 ①若换热器的两种流体无相变化 ΦL=qm，h﹒cp,h(T1-T2) =qm，c﹒cp,c(Tˊ2-Tˊ1) ②若换热器中的热流体有相变
Φ L= qm，h﹒r=qm，c﹒cp,c(Tˊ2-Tˊ1)
2）热流量方程
• Φ=KA△tm
——总传热速率方程
1 1 1 Rh1 ( ) i Rh 2 K h1 h2
式中Rh2、Rh1分别表示壁面两侧污垢热阻系数，
m2· K· w-1
3）对已有换热器，还可通过实验测定
3、传热过程的平均温度差
1）定态恒温传热 指换热器间壁两侧冷、热两种流体进行热交 换时，沿换热壁的不同位置，任何时间两种流体的 温度都不发生变化，
t1 t 2 t m t1 ln t 2
4、热负荷及热量衡算
1）热负荷
生产工艺上完成某一加热或冷却任务需要在单 位时间内供给或取走的热量，ΦL
于一个能满足工艺要求的换热器而言，其传热 速率应等于或大于工艺热负荷，及Φ》ΦL。
热负荷的计算根据工艺特点有两种情况：
①流体在传热中只有相变的场合
t T t
(不变)
常见为一侧为液体恒温沸腾，另一侧为饱和蒸气冷凝。
2）定态变温传热 换热器中两种流体的流向可分为并流、逆流两种
变温传热即沿传热壁面的不同位置，一侧或两侧 流体的温度沿传热面不断变化
一侧流体变温时的温差变化
两侧流体变温下的温度差变化
冷热流体的平均温度差 （传热的平均推动力）
2、传热系数
1、选用经验数据
各种流体传热系数大小为： 冷凝蒸汽＞水＞油＞气体
2）根据公式计算总传热系数 ①换热器的间壁为单层平面壁
K
1 1 1 h1 h2
②换热器的传热面为单层圆筒壁面时
K2 1 A2 A 2 1 h 1 A1 Am h2
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：
ΦL=qm﹒L qm——流体的质量流量 L——流体的相变热
②流体在传热中仅有温度变化不发生相变的场合
ΦL=qm﹒cp(t2-t1)
2)热量衡算
Φ热=Φ冷
①若换热器的两种流体无相变化 ΦL=qm，h﹒cp,h(T1-T2) =qm，c﹒cp,c(t2-t1) ②若换热器中的热流体有相变 Φ L= qm﹒L=qm积热流量大小
q=Φ/A
2.4 间壁式热交换的计算 1、传热总方程
T Tw Tw t w t w t 1 1 h 1 A1 A h2 A2
或
1 1 h1 A1 A h2 A2
T t
Φ=KA△t
——传热总方程
式中K——传热系数称总传热系数，w· m-2· K-1