传热和换热器
10传热学-传热过程和换热器
tf1 tf 2
K
For steady heat transfer through a series composite wall
K
1 1 n i 1 h1 i 1 i h2
二、通过圆筒壁的传热 (heat transfer through a cylinder)
二、对保温隔热材料的要求 1. 有最佳密度：使用时，应尽量使其使用密 度接近最佳密度； 2. 热导率小：选用热导率小的材料； 3. 温度稳定性好：在一定温度范围内，物性 值稳定 4. 有一定的机械强度； 5. 吸水、吸湿性小：水分会使材料导热系数 大大增加。 三、最佳保温隔热厚度
四、保温结构 为防止水或湿气进入，外加保护层。 为减少对环境的辐射散热，外加铝箔或聚酯镀铝薄膜。 五、保温隔热效率 设备和管道保温隔热前后的散热量(或冷损失量)之差 与保温隔热前散热量0(或冷损失量)之比，即：
Heat transfer rate:
KAt KA(t f 1 t f 2 )
where A—surface area, m2 t—temperature difference, C K—overall heat transfer coefficient, W/m2· C
一、通过平壁的传热 (heat transfer through a plane wall)
注意：对于低温、超低温管道和设备的保冷，一般的 保温隔热材料不能满足要求，须采用多层镀铝薄膜和 网状玻璃纤维布并抽真空。
0 0
§3 换热器(Heat exchangers)
一、换热器的种类(Heat exchanger types) 1. 按原理分 间壁式换热器：冷热流体被固体壁隔开，如蒸发 器、冷凝器等。 混合式换热器：在这种换热器中，两种流体相互 混合，依靠直接接触交换热量。如水和空气直接 接触的冷却水塔。 回热式(或蓄热式、再生式)换热器：在这种换热 器中，冷热流体交替地与固体壁接触，使固体壁 周期地吸热和放热，从而将热流体的热量传给冷 流体。如锅炉的再生式空气预热器和燃气轮机的 空气预热器。
传热学 第9章-传热过程分析和换热器计算
第九章 传热过程分析和换热器计算在这一章里讨论几种典型的传热过程，如通过平壁、圆筒壁和肋壁的传热过程通过分析得出它们的计算公式。
由于换热器是工程上常用的热交换设备，其中的热交换过程都是一些典型的传热过程。
因此，在这里我们对一些简单的换热器进行热平衡分析，介绍它们的热计算方法，以此作为应用传热学知识的一个较为完整的实例。
9－1传热过程分析在实际的工业过程和日常生活中存在着的大量的热量传递过程常常不是以单一的热量传递方式出现，而多是以复合的或综合的方式出现。
在这些同时存在多种热量传递方式的热传递过程中，我们常常把传热过程和复合换热过程作为研究和讨论的重点。
对于前者，传热过程是定义为热流体通过固体壁面把热量传给冷流体的综合热量传递过程，在第一章中我们对通过大平壁的传热过程进行了简单的分析，并给出了计算传热量的公式 t kF Q ∆=， 9－1式中，Q 为冷热流体之间的传热热流量，W ；F 为传热面积，m 2；t ∆为热流体与冷流体间的某个平均温差，o C ；k 为传热系数，W/(⋅2m o C)。
在数值上，传热系数等于冷、热流体间温差t ∆=1 o C 、传热面积A =1 m 2时的热流量值，是一个表征传热过程强烈程度的物理量。
在这一章中我们除对通过平壁的传热过程进行较为详细的讨论之外，还要讨论通过圆筒壁的传热过程，通过肋壁的传热过程，以及在此基础上对一些简单的包含传热过程的换热器进行相应的热分析和热计算。
对于后者，复合换热是定义为在同一个换热表面上同时存在着两种以上的热量传递方式，如气体和固体壁面之间的热传递过程，就同时存在着固体壁面和气体之间的对流换热以及因气体为透明介质而发生的固体壁面和包围该固体壁面的物体之间的辐射换热，如果气体为有辐射性能的气体，那么还存在固体壁面和气体之间的辐射换热。
这样，固体壁面和它所处的环境之间就存在着一个复合换热过程。
下面我们来讨论一个典型的复合换热过程，即一个热表面在环境中的冷却过程，如图9－1所示。
传热过程和换热器热计算基础
(m2·℃) / W
多层平壁的传热：
q=
n δi 1 1 +∑ + h1 i =1 λi h2
tf1－ tf2
二、圆筒壁的传热 每米长圆筒壁的总传热热阻热阻：
只有管道外径 d 2 超过某一值后包上热绝缘层才能 起到减少单位管长热损失的作用，把此直径称为临界 热绝缘直径，用 d c 表示。
d c 可由求 q1 对热绝缘层外径的一阶导数并令之 等于零而得到，即 d = 2λins c h2 （ d 2 > d c 加绝热层才能减少热损）
式中： 2 ——管道热绝缘层外表面对环境的表面传 h 热系数[W/(m2·K)]； λins ——保温材料的导热系数[W/(m·K)]。
' 肋面平均温度 t w2 (< tw2 )
肋片实际散热量：
h A (t
2
2
'
w2
− tf2
)
2
肋处于肋基温度下的理想散热量： h 肋片效率：
A2 (t w 2 − tf2 )
t w 2 − tf2 实际散热量 h2 A2 t w 2 − tf2 = = η= 理想散热量 h2 A2 (t w 2 − tf2 ) t w 2 − tf2
Φ = Ah2 (t w2 − tf2 )
λ Φ = A (t w1 − t W2 ) δ
Φ tf1 − t W1 = Ah Φ t w1 − t W2 = Aλ / δ Φ t w2 − t f2 = Ah2
传热方程：
A(t f1 − t f2 ) Φ= = KA ∆ t 1 / h1 + λ / δ + 1 / h2
第十章传热和换热器
tw,
q qc qr (hc hr ) tw t f
qr , tam
h tw t f
qc , hc , t f
§ 10-3 换热器的型式和基本构造
一、分类
1.按结构型式分: 1)间壁式: 冷、热流体被固体壁面隔开。
如：暖风机、冷凝器、蒸发器等。
暖风机
风冷冷凝器
2)混合式: 冷、热流体互相混合。 如：喷淋式冷却塔、蒸汽喷射器。
以管壳式换热器为例，说明方法的要点.
总传热系数可表示为:
1 k
1 ho
Rw
Rf
1 hi
do di
(a)
Rw 管壁导热热阻
R f 污垢热阻
工业换热器中的管内流体的流动一般都是处于 旺盛湍流状态，hi 与流速u的0.8次方成正比.则
two
ho A1 two t fo ho f A2 two t fo
h0A0 (tw0 t f 0 )
为肋面总效率:
A1 A2 f
A0
1
tf1 tf2
1
hi Ai Ai ho A0
则以光壁为基准的传热系数:
ki
1
1
1
hi ho
定义肋化系数： Ao Ai
1, 1
（3）根据结构，算出传热系数K。(带有假设性)
（4）由传热方程(换热面积A已定),得到 。
（5）由热平衡方程得出’(出口温度均是未知量,也 带假设性.) （6）与’的误差<5%,则满足计算要求. 否则重新假设t,重复上述步骤.
2. 传热单元数法
1)换热器的效能定义：
实际传热量 最大可能传热量
实际传热量： M1c1(t'1t"1 ) M 2c2 (t"2 t'2 )
化工原理
Q ──热冷流体放出或吸收的热量，W； cph,cpc ──热冷流体的比热容， J/(kg. ℃) ；
h1,h2 ──冷流体的进出口焓，J/kg；
H1,H2 ──热流体的进出口焓， J/kg 。
相变时
若热流体为饱和蒸汽，当冷凝时有相的变化，但是冷 凝液在饱和温度下离开换热器。冷流体无相变化。
Q Wh rh Wc c pc t 2 t1
A
2）较大温差记为t1，较小温差记为t2； 3）当t1/t2<2，则可用算术平均值代替
t m (t1 t 2 ) / 2
4）当t1＝t2
t m t1＝t 2
2、错流、折流时的 t m
t m t m
'
t ' m ：逆流时的平均温度差
f ( P, R, 流型）
t 对流
（1）管外对流
dQo o dAo (T Tw )
（2）管壁热传导
dQ壁
（3）管内对流
b
dAm (Tw t w )
dQi i dAi (t w－t )
dQ dQo dQ壁 dQi
对于稳定传热
T Tw Tw t w t w t T t dQ 1 b 1 1 b 1 o dAo dAm i dAi o dAo dAm i dAi
T t dQ 1 KdA
1 1 b 1 KdA o dAo dAm i dAi
式中 K——总传热系数，W/(m2· K)。
讨论：
1．当传热面为平面时，dA=dAo=dAi=dAm
1 1 b 1 K o i
2．以外表面为基准(dA=dAo):
化工基础概论 第三章 传热与换热器
q
dQ dA
（3-1）
与热流量 Q 不同，热流密度与传热面积 A 大小无关，完全取决于冷、热流体之间 的热量传递过程，是反映具体传热过程速率大小的特征量。
2、换热器的热流量（Q）
对于定态(稳态)传热过程，热流密度不随时间而变，但沿着管长是变化的，因此 作为传热结果，冷、热流体的温度沿管长而变，冷、热流体的温差也必将发生 相应的变化。 设换热器的传热面积为 A ，由 q
3、蓄热式换热器
首先使热流体通过蓄热器中固体壁面，用热流体将固体填充物加热，然后停止 热流体，使冷流体通过固体表面，用固体填充物所积蓄的热量加热冷流体。这 样交替通过冷、热流体达到换热的目的。 为将冷流体加热或热流体冷却，必须用另一种流体供给或取走热量，此流体称 为载热体。起加热作用的载热体称为加热剂；而起冷却作用的载热体称为冷却 剂。
2、间壁式传热
在多数情况下，工艺上不允许冷、热流体直接接触，因此直接接触式传热过程 在工业上并不很多。工业上应用最多的是间壁式传热过程。间壁式换热器类型 很多，其中最简单而又最典型的结构是套管换热器（图 3-2） 。在套管式换热器 中，冷热流体分别通过环隙和内管，热量自热流体传给冷流体，这种热量传递 过程包括三个步骤（图 3-3） ： a 热流体靠对流传热将热量 Q 传给金属壁一侧——给热； b 热量自管壁一侧以热传导的形式传至另一侧——导热； c 热量以对流传热形式从壁面传给冷流体——给热。 冷、热流体之间进行的热量传递总过程通常称为传热（或换热）过程，而将流 体与壁面之间的热量传递过程称为给热过程。
3.3 间壁式换热器的传热速率方程及应用
3.3.1 传热速率公式及应用
3.3.2 强化传热的途径
3.3.1 传热速率公式及应用
我们以简单的并流套管式换热器为例，来分析综合传热速率方程。确切的讲是 导热与给热的联合传热速率方程。 如图 3-4 所示，热流体走管内，冷流体走环隙通道。热、冷流体的质量流速分别 为 Gh 、 Gc kg s 1 ，热、冷流体的定压比容分别为 C ph 、 C pc J kg 1 K 1 。热流体 的进出口温度分别为 Ti 、 T0 ，冷流体的进出口温度分别为 t i 、 t0 。 在此种间壁式换热器中，热量传递要经历下列三个阶段：热流体对管内壁对流 给热；管壁面间的导热；管外壁对冷流体的对流给热。单一的导热定律与对流 给热定律，无法解决这个问题。另外，冷、热流体的温度差，沿轴向变化着， 但对任一管截面，冷热流体的温度差不随时间而变，所以仍然是稳定传热过程， 称为稳定的变温传热。此时，热推动力（温度差）和传热系数如何表达呢？
换热器换热量计算公式
换热器换热量计算公式换热器是一种用于将热量从一种介质传递到另一种介质的装置。
根据换热器的类型和工作原理的不同，换热量的计算公式也会有所不同。
下面将介绍几种常见的换热器及其换热量计算公式。
1.单相流体传热换热器单相流体传热换热器是将一个单相流体中的热量传递到另一个单相流体中的换热器。
换热量的计算公式基于热平衡原理，即热量在两个流体之间的传递是相等的。
Q=m·c·(T2-T1)其中，Q为换热量，单位为焦耳/秒（J/s）或瓦特（W）；m为流经换热器的质量流率，单位为千克/秒（kg/s）；c为流体的比热容，单位为焦耳/千克·摄氏度（J/(kg·°C)）；T1和T2分别为流体的入口温度和出口温度，单位为摄氏度（°C）。
在实际应用中，为了计算方便，可以将换热率（U）引入公式。
换热率是描述换热器传热性能的参数，通常通过实验或理论计算确定。
Q=U·A·(T2-T1)其中，U为换热率，单位为焦耳/秒·平方米·摄氏度（J/(s·m^2·°C)）或瓦特/平方米·摄氏度（W/(m^2·°C)）；A为换热面积，单位为平方米（m^2）。
2.蒸发冷凝换热器蒸发冷凝换热器用于将一种流体从液态转化为气态或从气态转化为液态的过程中传递热量。
换热量的计算公式基于摩尔焓的变化。
Q=G·(h2-h1)其中，Q为换热量，单位为焦耳/秒（J/s）或瓦特（W）；G为质量流率，单位为摩尔/秒（mol/s）；h1和h2分别为流体的入口摩尔焓和出口摩尔焓，单位为焦耳/摩尔（J/mol）。
在实际应用中，为了计算方便，可以将换热系数（U）引入公式，并结合换热面积（A）进行计算。
Q=U·A·(h2-h1)其中，U为换热系数，单位为焦耳/秒·平方米·摄氏度（J/(s·m^2·°C)）或瓦特/平方米·摄氏度（W/(m^2·°C)）。
传热及换热设备总结-V1
传热及换热设备总结-V1
传热及换热设备总结
1. 传热方式
传热方式包括：对流传热、辐射传热、传导传热。
对流传热主要是指
流体流动引起的传热方式，可以通过各种设备进行传热；辐射传热是
通过辐射热量传递来完成的，可以通过传热设备表面的辐射效应来传热；传导传热是材料内部的传热方式，可以通过传热设备内部的材料
来传热。
2. 常见传热及换热设备
常见传热及换热设备包括：
（1）蒸发器，主要用于将液体转化为气态，常用于空调、制冷等领域。
（2）换热器，包括板式换热器、管式换热器、壳管式换热器等，主要
用于进行热量的传递和转移。
（3）冷凝器，主要用于将气体转化为液态，比较常见的应用是在空调、制冷等领域。
（4）蓄热器，一种用于存储热量的设备，主要用于平衡系统中的热量
变化。
（5）加热器，主要用于对流体进行加热，用于生产过程中的热源。
3. 选型及使用注意事项
选型及使用注意事项包括：
（1）设备应满足生产或应用需求，根据不同的场合选择合适的设备，以确保工作效率。
（2）应仔细了解设备的工作原理和结构，保证设备运行的可靠性。
（3）设备使用过程中应定期检查，保养维护，延长设备寿命。
（4）设备使用过程中遵循安全规定和标准，保证工作人员安全。
总之，传热及换热设备是制造业和生产运营等领域的重要设备，通过根据应用场合的不同选择合适的设备，能够有效地提高生产效率，同时也需要注意设备的使用和安全等问题。
传热学-9 传热过程和换热器
t
t
t1
t1
t1
t 2
t1
t 2
t 2 A
t 2 A
t
t
t1
t1
t1
t1
t 2
t 2
t 2
A
t 2 A
以顺流情况为例，作如下假设：
（1）冷、热流体的质量流量 qm2、qm1以及比热容 C2, C1是常数；
（2）传热系数是常数； （3）换热器无散热损失； （4）换热面沿流动方向的导热量可以忽略不计。
阻值。虽然 o 1，但 o 1 ，所以加肋侧总热
阻减小，传热热流量增加。
（2）调节壁面温度
9-1 传热过程的分析和计算
对于蒸汽加热的暖气包，由于蒸汽凝结换热系数 h1远远大于暖气包对室内空气自然对流时的h2，使这 一传热过程中的总热阻完全决定于h2一侧的换热热阻。 因此在h2一侧加导热热阻较小的肋片是最有效的改进 措施。
ho
1
1
hi Ai
hi dil
圆柱面导热： Φ= (twi two ) 1 ln do
2 l di
9-1 传热过程的分析和计算
外部对流：
Φ two t f 2 two t f 2
1
1
ho Ao ho dol
hi
Φ
t fi t fo
ho
1 1 ln( do ) 1
hi dil 2l di ho dol
在表面传热系数较小的一侧采用肋壁是强化传热 的一种行之有效的方法。
9-1 传热过程的分析和计算
四 临界热绝缘直径
圆管外加肋片是强化换热还是消弱传热（圆管外加保热 层）取决于增加表面积后所引起的对流换热热阻减小的程度 及导热热阻增加的程度的相对大小。
传热与换热器设计
m
t m
t 1 t 2 ln( t1 )
t 2
K
i
0
1
R1 R2
第二部分 GB151-1999
1、GB151-1999标准的适用范围
（1）本标准适用于固定管板式、浮头式、U 形管式和填函式换热器；
（2）适用的参数为： DN≤2600mm，PN≤35MPa， 且DN×PN≤1.75×104（mm·MPa）。
第二部分 GB151-1999
（2）而当管程压力高于壳程压力时，GB151规 定：接头试压应按图样规定，或按供需双方商定 的方法进行。出现上述工况时，一般按如下处理 方法：
1）用0.9ΦReL的应力值计算壳程的试验压力， 以尽量提高壳程试验压力使其达到管程试验压力， 但此时必须注意壳程其它元件是否也能承受在此 试验压力下的强度及密封性能。
第二部分 GB151-1999
用上述办法不能提高到规定的管程试验压力 时，可采取以下办法：
① 若差距不大，可以考虑适当增加厚度； ② 如仍然相差甚远，则只能以壳程允许的 最大试验压力试压，其后，再在壳程用氨渗透、 卤素渗透或氦渗透进行补充性试验。 2）对于可抽式管束，可先打管程高压，用 窥视镜从管板背面检查泄露情况。
第一部分 传热基本知识
⑤蒸汽一般走壳程，便于排液，传热系数也大。 ⑥粘度大的流体一般走壳程，便于提高流速。 ⑦给热系数小的流体如气体，应走壳程，易于提
高速度。 ⑧流量小的流体走壳程，易改变流动状态提高湍
动程度。
第一部分 传热基本知识
二、传热基本方程：
Qe K A t m
A
K
Qe t
蚀裕量的厚度。视换热管胀接和焊接取不同 的厚度。见GB151第5.6.2.1和5.6.2.2条。
空气换热器原理
空气换热器原理空气换热器是一种常见的热交换设备，其原理是利用空气作为热媒体，实现热量的传递和换热。
它广泛应用于工业生产和生活中，为我们提供了舒适的室内环境和高效的能源利用。
空气换热器的工作原理可以简单概括为两个过程：传热和换热。
传热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程，而换热则是指两个物体之间热量的交换过程。
在空气换热器中，传热主要通过传导和对流来实现。
传导是指热量通过物体内部分子之间的碰撞传递，而对流则是指热量通过流体(空气)的对流传递。
当空气与热源接触时，热量会从热源传导到空气中，然后通过对流传递给另一侧的冷却介质。
这样就实现了热量的传热过程。
在换热过程中，空气换热器通过增加热表面积来提高换热效果。
它通常由一组金属管或片组成，这些管或片的表面积很大，从而增加了热量传递的面积。
当热源和冷却介质分别通过这些管或片流过时，热量会在它们之间进行换热。
通过这种方式，空气换热器可以有效地将热量从热源传递给冷却介质，实现能量的转移和利用。
空气换热器具有许多优点。
首先，它可以实现不同介质之间的换热，如空气和水、空气和液体等。
其次，它具有体积小、重量轻的特点，可以灵活安装在不同的场所。
此外，空气换热器还具有高效换热、节能环保的优点，可以有效地提高能源利用率，减少能源消耗。
在工业生产中，空气换热器被广泛应用于热风炉、锅炉、烘干机等设备中，用于加热空气或冷却气体。
在生活中，空气换热器也被广泛应用于中央空调系统、暖通空调设备等，为我们提供舒适的室内环境。
然而，空气换热器也存在一些问题和挑战。
首先，由于空气中含有灰尘、污染物等杂质，这些杂质会附着在换热器的表面，降低换热效果，甚至导致堵塞。
其次，由于空气的湿度和温度变化较大，换热器在使用过程中可能会出现冷凝水、露水等问题，需要采取相应的措施进行处理。
此外，空气换热器的设计和制造也需要考虑材料的耐高温、耐腐蚀性能，以及与其他设备的配合等因素。
空气换热器通过利用空气作为热媒体，实现热量的传递和换热，为我们提供了舒适的室内环境和高效的能源利用。
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2. 补偿圈补偿-----固定管板式换热器
换热器两端管板和壳体是连为一体的。其特点:结构简单、制造 成本低，适用于壳体和管束温差小、管外物料比较清洁、不易 结垢的场合。 当壳体和管子之间的温差较大(60~70℃ )且壳体承受压力不太高 时，可采用补偿圈（又称膨胀节）。
3.U型管补偿------U型管式换热器
的振动传热
(2)热对流(对流): 流体中质点(微团)产生相对位移(宏观运动)引起的热量传递过程
特点:
①热对流只发生在流体中
②热对流的强弱与流体流动状况密切相关 ①自然对流:流体中各点温度不同引起流体密度差异, 使轻者上浮，重者下沉。 ②强制对流:流体因机械搅拌(泵,风机)等外加功加入 引起的对流(质点强制运动)
(λ=常数）
t1 t 2 Q A b t 1 t 2 t 传热推动力 b R 传热阻力(C / W ) A
圆筒壁的稳定热传导 以单层圆筒壁为例： 假定: （1）圆筒很长（忽略边界效应） （2）稳定传热 （3）各向同性，材质均匀 ，同平壁假定
r1 r2
Q
b
t t1 r1
间壁式换热器分类：
管式 : 列管式、套管式、盘管式、喷淋式等 板式：螺旋板式等 按结构分为 夹套式： 热管： 加热器 冷却器 按用途分为 冷凝器 蒸发器 再沸器
列管式换热器（管壳式换热器）
横 向 壳体、管板、管束、顶盖（封头） 、挡板 纵 向
列管式（管壳式）换热器是一种传统的、应用最广泛的热交换设 备。由于它结构坚固，且能选用多种材料制造，故适应性极强， 尤其在高温、高压和大型装置中得到普遍应用。
Q
热流体 Q
b
Tw
冷流体 Q
(Tw t w ) Am
tw
t
Q 2 (tw t ) A2
A1 A2
对稳态传热过程，各串联环节速率必然相等，即
Q 1 (T Tw ) A1
b
(Tw tw ) Am 2 (tw t ) A2
T Tw Tw tw tw t Q 1 b 1 1 A1 Am 2 A2
一.对流传热速率方程和对流传热系数
1.基本概念 对流传热：运动流体与固体壁面之间的热量传递过程，依靠流 体质点的移动进行热量传递，与流体流动状况密切 相关。 载热体：运载热量的流体。 加热剂：起加热作用的流体 冷却剂：起冷却作用的流体 热交换：冷、热流体通过壁面进行热量传递的过程。
并、逆流：两股流体流向相同（相反）的流动。
若取A=A1可得：
热流体 Q
Tw
冷流体 Q
tw
t
d1 bd1 1 1 K1 2 d 2 d m 1
A1 A2
若取A=A2可得：
d2 1 1 bd 2 K 2 2 d m 1d1
若取A=Am可得： 污垢热阻:
dm 1 b dm K m 2 d 2 1d1
即:
t 或 Q A n
dt Q A dx
导热系数λ
表征物质导热能力大小，是物质的物理性质。
1.固体导热系数λ
金 属:λ随t↑而↓,随杂质含量↑急剧↓，（故纯金属λ最大） 非金属:导热系数λ与其组成，致密性与温度有关。 λ一般随密度和温度的↑而↑。 2.液体导热系数λ：较小，但大于固体绝热材料 金属液体(大多数) λ ：比较大，随温度的↑而↑ 非金属液体λ ： 水λ最大,一般随温度的↑略有↓ 一般，纯液体的λ大于溶液的λ 3.气体导热系数λ:比液体λ更小，约为液体λ的1/10 温度越高，压强越大(高压下),气体λ越大 总的规律: 纯 金 属 合 金 建 筑 材 料 液 体 固 体 绝 热 材 料 气 体
Q dt 常 数 则： A dr
Q r2
dr
t2
Q t2
L
A 2 rL
于是：
Q
r2
r1
dr 2 L dt t1 r
0 b 薄壳衡算法
r
t1 t 2 2 L rm t1 t 2 t1 t 2 t1 t 2 Q 2 L Am r2 r2 r1 b b Am ln r1
热对流 的形式
(3)(热)辐射： 特点：
——热能转变为电磁波在空间的传递过程
① 热辐射不需任何介质
② 热辐射是热能与电磁能的互相转化和转移
③ 理论上，只要物体温度T>0K，均可产生辐射
实际上,只有当物体之间温差较大时,辐射传热现象才较突出。 一般来说,当物体的温度超过500K（200-400℃)时，辐射热能 才予以考虑。
式中:
r2 r1 b rm r r b ln 2 ln 1 r1 r1
b r2 r1 （圆筒壁厚）
--------对数平均半径
A m 2 rm L
t1 t2 t1 t2 推动力 对照：平壁：Q A b b A 热阻
（1）当r2 / r1 ≤ 2 时，采用算术平均半径进行计算所产生的误差 比对数平均大约4%，在工程上是可行的。 （2）当 r → ∞ 时，计算公式类似于平壁公式。
Q q m 1 r q m 2 c p 2 ( t 2 t1 )
条件：冷凝液在饱和温度下离开换热器 式中： r──饱和蒸汽的汽化热，kJ/kg。
传热平均温度差法
1）在恒温差传热时: 2）在变温差传热时:
Q K A T t
Q K A tm
三类变温差传热：
比热法 (1) 两流体均无相变，且流体的比热容不随温度变化或可取流体 平均温度下的比热容时，则：
Q q m 1 c p 1 ( T1 T 2 ) q m 2 c p 2 ( t 2 t1 )
式中 Q──换热器的热负荷，kJ/h 或 kW。
Cp──流体的定压比热容，kJ/(kg· ℃) t──冷流体的温度，℃； T──热流体的温度，℃。 (2)流体有相变，例如饱和蒸汽冷凝时，则：
六、板式换热器 板式换热器是由一组波纹金属板 组成,板上有孔,供传热的两种流体通 过。金属板片安装在一个侧面有固定 板和活动压紧板的框架内,并用夹紧 螺栓夹紧。
板式换热器作为一种新型、高效、 节能的换热设备已越来越在众多领域 广泛应用,并且有逐步取代其它类型 之趋势.
传热部分简介
传热的三种基本方式——根据传热的机理不同 (1)热传导(导热): 物体各部分之间不发生相对位移，仅凭借分子，原子和自由电子等 微观粒子的热运动而引起的热量传递过程。 特点:没有物质的宏观位移,仅是静止物体内的一种传热方式 发生场所： ①固体的传热 ②穿过流体层流内层的传热 传热机理： ①气体:分子不规则运动时碰撞传热 ②金属固体:自由电子的运动传热 ③不良导体的固体:原子,分子在晶格中其平衡位置 （大部液体）
根据串联热阻叠加原理，可得:
(T Tw ) (Tw tw ) (tw t ) T t Q 1 b 1 1 b 1 1 A1 Am 2 A2 1 A1 Am 2 A2
与 Q K T t A 比较得：
T
b
1 1 b 1 KA 1 A1 Am 2 A2
Q K A tm
Q q m 1 c p 1 ( T1 T 2 ) q m 2 c p 2 ( t 2 t1 )
II)高粘度流体的加热，使温度迅速升高，增强流动性。
总传热系数K
总传热系数计算公式
b
T 热流体 Q 冷流体 Q
当冷、热流体通过间壁换热时， 其传热机理如下：
①热流体以对流方式将热量 传给高温壁面； ②热量由高温壁面以导热方 式通过间壁传给低温壁面； ③热量由低温壁面以对流方式 传给冷流体。
Tw
tw
t
A1 A2
即冷热流体通过间壁换热是一个"对流-传导-对流"的串联过程。
分别写出各步方程: 对流传热 热传导 对流传热
b
T
Q 1 (T Tw ) A1
通常污垢热阻比传热壁的热阻大得多，因而设计中 应考虑污垢热阻的影响。
设管壁内、外侧表面上的污垢热阻分别为
Rd 2
及
Rd 1
d1 bd1 1 d1 1 Rd 2 Rd 1 K 2 d2 d m 1 d2
总 热 阻
对流 热阻 导热 热阻 对流 热阻 污垢 热阻 污垢 热阻
换热器
（1）逆流 （2）并流
（3）一侧发生相变时
T t t1 0
T1 T 2 t t 0 A
从冷热流体的传热情况分析
t2
A
t1 t 2 K A tm 积分整理: Q K A t1 ln t2
△tm为对数平均温差。 注意与对数平均半径的 类似性
注意: 当△t1/△t2 ≤ 2 时,△tm可用算术平均值法代替,误差4%。 此式既适用于逆流，又适用于并流（有相变亦可） a.逆流操作的优点 I)平均温差大（当冷、热二流体进，出口温度一定时） II)节省冷却剂或加热剂用量 b.并流优势 I)控制出口端冷流体的温度。
用于壳体与管子间温差大的场合，但管内清洗比较困难。
其它类型的间壁式换热器
一、夹套式换热器
二、沉浸式蛇管换热器 三、喷淋式换热器
四、套管式换热器
五、螺旋板换热器： ▲传热效率高 传热效率为列管式换热器的1~3倍 ▲阻力小 以较低的压力损失，处理大容量蒸气或 气体；有自清刷能力，因其介质呈螺旋形流 动，污垢不易沉积；清洗容易，可用蒸气或 碱液冲洗，简单易行，适合安装清洗装置； 介质走单通道，允许流速比其它换热器高。
一、列管式换热器构造
横向 壳体、管板、管束、顶盖（封头） 、挡板 纵向
二、列管式换热器分类