《间壁式换热器的传热速率》教案

内蒙古化工职业学院
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Qh Wh h Whcph (Ts T2 )
（3）焓差法
热流体： Q Wh H1 H 2 冷流体： Q Wc h2 h1
例：略。
2、传热速率的计算
生产上，为保证完成任务，要求换热器的传热速率大于或等
于热负荷。
Q KAtm
3、平均温差的计算
恒温传热：冷热流体在换热过程温度不变。
变温传热：冷热流体只要有一种流体的温度发生变化。
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（4）K 值也可以选取经验数据或进行实验测定。 三、间壁式换热器强化传热的途径 1、增大传热面积：提高单位体积内的传热面积。 2、增大传热系数： （1）提高换热器管壁的导热能力。 （2）提高对流传热系数：增加管程、壳程数、采用粗糙的传热 面、设置折流挡板、有相变的载热体等。 （3）降低污垢热阻 3、增大传热温度差 （1）提高热流体温度 （2）降低冷流体温度
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项目三任务 3 间壁式换热器的传热速率
课程目的要求：
1、认识间壁式换热器的传热过程。
2、计算间壁式换热器的传热速率、平均温度差和传热面积。
3、间壁式换热设备强化传热的途径。
课程的重点与难点：
重点：
1、传热速率、热负荷、平均温度差、传热面积的概念与计算。
2、强化传热的途径。
难点：传热速率、热负荷、平均温度差、传热面积的概念与计算。
Hale Waihona Puke 校正系数可根据 R、P 值查图：
T2 t2
T1 t2
tm
t1 t2 ln t1
t2
P t2 t1 冷流体的温升 T1 t1 两流体的初始温差
R T1 T2 热流体的温降 t2 t1 冷流体的温升
例：略 （3）流体流动方向对传热平均温差的影响 a、恒温传热和第一类变温传热不受流动方向的影响。 b、第二类变温传热才会受流动方向的影响。 思考题：对于同样的进出口温度，选择什么样的流向更好？ 结论：逆流好。 原因：a、传质推动力大。
教学方法与步骤：
1、 讲授法
2、举例说明法
3、对比法
设定相关问题导入讲授内容，辅助一定的实例与练习，理论联
系实际，加深对内容的理解。
课程内容：
一、间壁式传热过程
（1）热流体 对流 间壁；
（2）间壁一侧
传导 间壁另一
侧；
（3）间壁另一侧 对流 冷流体；
二、计算间壁式换热器的传热速率
热负荷：生产工艺要求换热器单位时间内达到的换热量。
传热速率：换热器在单位时间内传递的热量值，是换热器的生产
能力。
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1、热负荷的计算
（1）显热法
热流体： Q Q热 Whcph T1 T2 冷流体： Q Q冷 Wccpc t2 t1
（2）潜热法
Q Whrh
如热流体原色热的过程中既有温度的降低，也有相变化，则：
1 K0
1 0
RS 0
S0 Sm
RSi
S0 iSi
1 0
RS 0
d0 dm
Rsi
d0 idi
（1）当传热面为平壁时： S0 Sm Si
1 K
1 0
RS 0
RSi
1 i
（2）当忽略管壁热阻和污垢热阻时： 1 1 1 K 0 i
（3）提高 K 的方法：设法减小起决定性作用的热阻。
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（1）恒温传热
tm T t
T
T
（2）变温传热
t
t
一类：
T
T
Δt1=T-t1 Δt2=T-t2
t1
t2
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tm
t1 t2 ln t1
t2
二类：考虑流动方向
T1
并流：
Δt1=T1-t1 Δt2=T2-t2
t1
逆流:
T2
Δt1=T2-t1 Δt2=T1-t2
t1
错流、折流： tm tm逆
b、所需传热介质少。 注：当载热体出口温度受到限制时，宜采用并流。 4、确定换热器的总传热系数
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（1）计算总传热系数
基本公式 （1）热流体的对流传热：
Q
0
A0
T
TW
T
TW 1
Q
Am TW
tw
TW tw
0 A0
（2）管壁的热传导：
Am
（3）冷流体的对流传热：
Q
i
Ai
tw
t
tw 1
t
i Ai
Q
1
T t 1
传热总推动力 传热总阻力
0 A0 Am i Ai
1 1 1 KA 0 A0 Am i Ai
常取：基于外表面积下的传热系数 K0。
1 1 S0 S0 1 d0 d0 K 0 0 Am i Ai 0 d m i di 考虑污垢热阻：