传热学第九章课件chapter

到 Δtx 的计算公式。
冷流
t体
t'1
dΦ kdAt dΦ qm1c1dt1 dΦ qm2c2dt2
t' tx
t'2
0
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t"1 t"
t"2
A
传热学第九章课件chapter Heat （1）以顺流时为T例ransfer
假设：
（a）冷热流体的质量流量qm1、qm2及比热容c1、c2 在整个换热面上为常量； （b）传热系数在整个换热面上不变； （c）换热器无热损失； （d）换热面沿流动方向的导热量可以忽略。
➢ 例如，热交换设备投资占电厂总投资的1/5，重量 占工艺投资总重的40%。
➢ 在年产30万吨的乙烯装置中，各种换热器达300500台。
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二、换热器的分Tra类nsfer
1. 按换热器操作过程分为： 间壁式——冷热流体由固体壁面隔开。
混合式——冷热流体直接相互掺混。
传热学第九章课件chapter Heat
tm
1 A
A Transfer
0 txdAx
tm
1 A
A 0
texp(kAx )dAx
t exp(kA) -1
kA
tm
t ln t
t t
-1
t ln
t t
t
t
上式就是顺流情况下的对数平均温差。
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蓄热式（回热式）——冷热流体交替流过 换热面而实现热量交换。
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传热学第九章课件chapter Heat 混合式换热器T举ra例nsf：er 电厂中的冷却塔、除氧器和 喷水减温器，化工厂的洗涤塔。
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传热学第九章课件chapter Heat 蓄热式换热器举例Tra：ns回fer转式空气预热器结构图
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新型的折流杆管壳式换热器的结构
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传热学第九章课件chapter Heat （3）板式换热器Tr。an板sfe式r 换热器由一组结构相同的 平行薄平板叠加组成，每两个相邻的平板之间组成 一个流体通道，冷、热流体间隔流过各个通道。
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典型壳管式换热器外形
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冷流体 进
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热流体出
冷流体出
热流体进
典型两流程固定管板式管壳式换热器
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冷流体出
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Transfer

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冷流体
顺流式套管换热器
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热流体
冷流体
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逆流式套管换热器
传热学第九章课件chapter Heat （2）壳管式换热Tr器an。sfe它r 是间壁式换热器的主要形 式。电厂中的冷油器和给水加热器等。
壳管式换热器的传热面由管束构成。一种流体在 管子内部流动，称为管程，另一种流体在管子与换 热器的壳体之间流动，称为壳程。
横掠管束和纵掠管束 换热系数的比较：
Nu横/ Nu纵=1.356
纵
横 流体
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折流板的缺点： （1）壳侧流动阻力大； （2）存在流动死区和折流板孔隙的漏流， 使实际传热效果低于理论值； （3）引起诱导振动，从而导致管子断裂。
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冷流
体
由于冷热流体的温度沿流动过程不断变化，因此传热
方程中的温差应是整个换热器面积上的平均温差。
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传热学第九章课件chapter Heat 1.简单顺流及逆流Tr换an热sfe器r 的对数平均温差
平均温压推导的思路
tm
1 A
A
0 txdAx
热流 体
对任意的微元换热面dA
的传热情况进行研究，得
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板式换热器的各种板型
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三、传热温差的Tr计ans算fer
间壁式换热器的工作过程属于传热过程。因此换 热器的传热量可由传热方程式计算：
Ak(t f 1 t f 2 )＝Akt
热流 体
Aktm
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传热学第九章课件chapter Heat 在前面假设的基础Tr上ans，fer对图中微元换热面dA一段
的传热情况进行分析。
t
dΦ kdAt
t'1
dΦ qm1c1dt1 dΦ qm2c2dt2
t' t t'2
d(t) dt1 dt2
0
dA
Ax
t"1 t"
t"2
A
d(t)
1 qm1c1
热流体进
冷流体进
热流体出
四流程固定管板式管壳式换热器
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U形管管壳式换热器
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U形管管壳式换热器
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折流板的作用T：ransfer
（1）作为管子的支撑结构； （2）使壳侧流体横掠管束，从而强化传热。
1 qm2c2
dΦ
dΦ
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dΦ kdAt Transfer
d(t)
1 qm1c1
1 qm2c2
dΦ
dΦ
d(t) kdAt
dt kdA
t
tx dt k Ax dA
t t
0
ln
tx t
kAx
tx texp(kAx )
t" texp(kA)
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（2）逆流情况 Transfer
冷流
体
t' t'1t"2
热流 体
t" t"1t'2
此时有可能t' t"
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9-2 换热T器ran的sfer型式及平均温压
一、引言 二、分类 三、换热器传热温差的计算
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一、引言
传热学第九章课件chapter Heat Transfer
➢ 换热器是用来实现冷、热流体热量交换的一种设 备。它广泛应用于电力、化工、炼油、制冷、低温、 冶金、建材、环保、航天、航空、食品、轻工、医药 等部门，是量大用广的通用设备。
烟气
空气
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传热学第九章课件chapter Heat 蓄热式换热器举例Tr：ans回fer转式空气预热器中的蓄热板
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传热学第九章课件chapter Heat Transfer 2. 间壁式换热器
（1）套管式。最简单的间壁式换热器，依两种 流体的流动方向又分顺流和逆流布置。
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