化工原理第四章第四节讲稿.ppt

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化工原理(第四版)王志魁课件(化学工业出版社)第四章传热 PPT

（二）热对流
• 自然对流：由于流体内温度不同造成的浮升力
•
引起的流动。
• 强制对流：流体受外力作用而引起的流动。
特点：流动介质中的传热，流体作宏观运动（三）热辐射物体因热的原因发出辐射能的过程称为热辐射。
• 能量转移、能量形式的转化 • 不需要任何物质作媒介
三、两流体通过间壁换热过程（一）间壁式换热器
V2 V1
V1t
或 V 2V 1(1t)
而
V2
m 2
V1
m 1
得： 1 1 (1t) 2 1
或 12(1 t)
由温度差而产生的单位体积的升力：
1 2 g 2 ( 1 t ) 2 g 2 g t
加热板
冷却板
3.流体的物性，，，cp
4. 传热面的形状，大小和位置形状——管、板、管束等；大小——管径、管长、板厚等；位置——管子的排列方式，垂直或水平放置。
dQdAt n
式中 dQ ── 热传导速率，W或J/s； dA ── 导热面积，m2； t/ n ── 温度梯度，℃/m或K/m； ── 导热系数，W/(m·℃)或W/(m·K)。
• 负号表示传热方向与温度梯度方向相反
二、热导率
dtQ //dnA tq /n
• 在数值上等于单位温度梯度下的热通量
• 表征材料导热性能的物性参数
在半径r处取dr同心薄层圆筒
QAdt2rldt
dr
dr
积分
r2Qdr t22rldt
r1
t1
Q 2l(t1 t2 )
ln r2 r1
讨论：
Q t1 t2 t1 t2
lnr2 2l R
r1
热阻
ln r2 R r1 r2 r1

化工原理第四章

第二节过滤
若滤饼需要洗涤，可将洗水压人洗水通道，经洗涤板角端的暗孔进入板面与滤布之间。此时，应关闭洗涤板下部的滤液出口，洗水便在压力差推动下穿过一层滤布及整个厚度的滤饼，然后再横穿另一层滤布，最后由过滤板下部的滤液出口排出，这种操作方式称为横穿洗涤法，其作用在于提高洗涤效果。洗涤结束后，旋开压紧装置并将板框拉开，卸出滤饼，清洗滤布，重新组合，进入下一个操作循环。板框压滤机优点是构造简单，制造方便、价格低；过滤面积大，可根据需要增减滤板以调节过滤能力；推动力大，对物料的适应能力强，对颗粒细小而液体较大的滤浆也能适用。缺点是间歇操作，生产效率低；卸渣、清洗和组装需要时间、人力，劳动强度大，但随着各种自动操作的板框压滤机的出现，这一缺点会得到一定程度的改进。
第二节过滤
（2）多孔性固体介质是素瓷、金属或玻璃的烧结物、塑料细粉粘结而成的多孔性塑料管等，适用于含粘软性絮状悬浮颗粒或腐蚀性混悬液的过滤,一般可截留粒径1～ 3μm的微细粒子。（3）粒状介质是由各种固体颗粒(砂石、木炭、石棉) 或非编织纤维(玻璃棉等)堆积而成。适用于深层过滤，如制剂用水的预处理。（4）微孔滤膜，是由高分子材料制成的薄膜状多孔介质。适用于精滤,可截留粒径0.01μm以上的微粒,尤其适用于滤除0.02～10μm的混悬微粒。
第二节过滤
图4-4 滤板和滤框
第二节过滤
2．转鼓真空过滤机转筒真空过滤机为连续式真空过滤设备,如图4-5所示。主机由滤浆槽、篮式转鼓、分配头、刮刀等部件构成。篮式转鼓是一个转轴呈水平放置的圆筒,圆筒一周为金属网上履以滤布构成的过滤面,转鼓在旋转过程中,过滤面可依次浸入滤浆中。转筒的过滤面积一般为5～40m2,浸没部分占总面积的30%～40%,转速约为0.1～3r/min。转鼓内沿径向分隔成若干独立的扇形格,每格都有单独的孔道通至分配头上。转鼓转动时,籍分配头的作用使这些孔道依次与真空管及压缩空气管相通,因而,转鼓每旋转一周,每个扇形格可依次完成过滤、洗涤、吸干、吹松、卸饼等操作。

电子教案与课件：《化工原理下册》第4章萃取

❖ 萃取剂的选择是萃取操作的关键
第4章液—液萃取
❖ 萃取的基本流程
第4章液—液萃取
❖ 下列情况下采用萃取比蒸馏更经济合理
1、组分间相对挥发度接近“1“或者形成恒沸物的混合液 2、溶质在混合液中的含量很低且为难挥发组分。 3、有热敏性组分的混合液
第4章液—液萃取
❖ 萃取相萃余相
1、萃取相（E）含萃取剂（S）多；萃余相（R）含原溶剂（B）多。
第4章液—液萃取
4.2.2多级错流接触萃取的计算若单级萃取所得的萃余相溶质含量较高，
未低于规定值，则需采用多级萃取。
多级错流接触萃取流程
（1）每级都加入新鲜溶剂（2）前级的萃余相为后级的原料
第4章液—液萃取
4.2.2多级错流接触萃取的计算
已知条件:相平衡数据、原料液F的量、组成 xF及其各级S的用量，同时规定最终萃余相要达到的组成为xn
第4章液—液萃取
➢ 三角形相图上的相平衡关系
1、溶解度曲线和联结线
•实验获取溶解度曲线
•联结线的意义
●★
★ ★●
第4章液—液萃取
➢ 三角形相图上的相平衡关系
2、临界混溶点和辅助曲线
•临界混溶点 •临界混溶点是萃取相与萃余相的分界点。
第4章液—液萃取
➢ 三角形相图上的相平衡关系
2、临界混溶点和辅助曲线
最小用量
➢ 原料一定，萃取剂S用量越
小，混合点M越靠近F点，但
不能超过溶解度线上的RC点
RC
对应RC点的萃取剂用量为其最小用量Smin
第4章液—液萃取
4.2.1.4单级萃取的最大萃取液组成及相应的萃取剂用量
➢ 从S点作溶解度曲线的切线与AB边相交，交点是单级萃取所能得到的最大萃取液组成。

化工原理课程课件PPT之第四章传热

t1 tn1
n
Ri
i 1
t1 tn1 n bi
i1 i S
各层的温差分布？
多层平壁导热是一种串联的导热过程，串联导热过程
的推动力为各分过程温度差之和，即总温度差，总热阻为
各分过程热阻之和，也就是串联热阻叠加原则。
天津商业大学
本科生课程化工原理
第四章传热
16
3、接触热阻
若以R0′表示单位传热面的接触热阻，
通过两层平壁的热通量变为：
q t1 t3
b1
1
R0'
b2
2
影响因素：
接触材料的种类及硬度，
接触面的粗糙程度，
接触面的压紧力，
空隙内的流体性质。
接触热阻一般通过实验测定或凭经验估计
天津商业大学
本科生课程化工原理
第四章传热
17
§4.2.4 圆筒壁的稳定热传导
1、单层圆筒壁的热传导
仿照平壁热传导公
2
三、传热速率与热通量
传热速率（热流量）Q 单位时间内通过传热面的热量，单位为W。
热通量（又称为热流密度或传热速度）q 单位传热面积的传热速率，单位为W/m2 。
传热速率与热通量的关系为 q dQ dS
传热温差以△t 表示（℃），热阻以R或R′表示（℃/W）或（m2·℃/W）
天津商业大学
t2 b2
t2 R2
2S
3S
t3
t4 b3
t3 b3
t3 R3
3S
天津商业大学本科生课程化工原理
第四章传热
假定条件
15
t1 QR1 , t2 QR2, t3 QR3
Q t1 t2 t3 R1 R2 R3

化工原理第四章对流传热41页PPT

Re
lu
普兰德数 (Prandtl number)
Pr c p
表示惯性力与粘性力之比，是表征流动状态的准数
表示速度边界层和热边界层相对厚度的一个参数，反映
与传热有关的流体物性
影响较大的物性常数有：，， Cp ，。（1）的影响；（2）的影响 Re ；
（3）Cp的影响 Cp 则单位体积流体的热容量大，
则较大；（4）的影响 Re 。
2020/3/29
3、流动型态【层流】主要依靠热传导的方式传热。由于流体的
导热系数比金属的导热系数小得多，所以热阻大。
【湍流】由于质点充分混合且层流底层变薄，较大
2020/3/29
2、有效膜模型
（1）流体与固体壁面之间存在一个厚度为bt的虚拟膜（流体层），称之为有效膜；（2）有效膜集中了传热过程的全部传热温差的以及全部热阻，在有效膜之外无温差也无热阻存在（所有的热量传递均产生在有效膜内）；（3）在有效膜内，传热以热传导的方式进行。
2020/3/29
2020/3/29
二、对流传热速率方程 1、什么是模型法
【定义】把复杂问题简单化、摒弃次要的条件，抓住主要的因素，对实际问题进行理想化处理，构建理想化的物理模型，获得某一过程的有关规律。具体方法为：（1）对过程进行合理的简化；（2）获得物理模型（构象）；（3）对物理模型进行数学描述，获得有关规律。
过程的因素都归结到了当中。
2020/3/29
三、影响对流传热系数的因素
1、引起流动的原因【自然对流】由于流体内部存在温差引起密度差形
成的液体内部环流，一般u较小，也较小。
【强制对流】在外力作用下引起的流动运动，一般u
较大，故较大。因此：

化工原理4PPT课件

d' PC
1 N d PC
可沉降出更细的颗粒。
第20页/共86页
4.沉降室的计算
由层流区的计算式
d pc
18 p
g ut c
18 qVs ( p )g WL
可分为三类计算问题： (1) 已知气体处理量qVs, 物性数据(ρ, μ, ρp ), 临界粒径 dpc ,
求底面积WL； (2) 已知底面积WL, 物性数据, 临界粒径 dpc , 求气体处理
6
d
p 3 r
2
p
4
d
2 p
u
2
2
0
第27页/共86页
此时，颗粒在径向上相对于流体的速度，就是它在这个
位置上的离心沉降速度
dr
d
ur
4d p p r2 3
比较，重力沉降速度
ut
4dP ( p)g 3
g r 2
在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。
量qVs ； (3) 已知气体处理量qVs, 物性数据 , 底面积WL, 求临界粒
径 dpc ；
第21页/共86页
例3-2 用高2m 、宽2.5m、长5m的重力降尘室分离空气中的粉尘。在操作条件下空气的密度为0.779kg/m3，黏度为2.53×10-5Pa.s，流量为5.0×104m3/h。粉尘的密度为2000 kg/m3。试求粉尘的临界粒径。
悬浮液 — 含有颗粒直径较大的液体；溶胶 — 含有颗粒直径小于1 μ m的液体。
为了促进细小颗粒絮凝成较大颗粒以增大沉降速度，可往溶胶中加入少量电解质。
絮凝剂---凡能促进溶胶中微粒絮凝的物质。常用的有：明矾（KAl(SO4).12H2O），三氧化铝，

天津大学版化工原理第四章热传导ppt 课件

3
或：
dt dt a bt 2rl dr dr Q ln r ＝2 at t b t 2 t 2 1 1 l r1 2 175 0.000198 2 128.6 ln ＝2 0.103180 t 3 180 2 t 3 75 2 导热：Q＝－A
y：组分的摩尔分率
二. 平壁的稳定热传导
1、单层平壁的稳定热传导
二. 平壁的稳定热传导 1、单层平壁的稳定热传导 b t2 dt Q dx S dt Q S 0 t1 dx
S (t1 t2 ) t1 t2 t Q b b / S R
传热推动力传热速率＝传热阻力若对傅立叶定律进行不定积分 x t Q 传热推动力：温度差
r2 dr t2 dt dt Q S 2rl Q 2l dt r1 r t1 dr dr
t1 t 2 t1 t 2 r2 r1 Q 2l 令rm r2 ln( r2 r1 ) r 2 ln ln r1 r1 2l 2l (r2 r1 ) (t1 t 2 ) 2l (r2 r1 ) (t1 t 2 ) S 2lr 或Q m m r2 r2 (r2 r1 ) ln b ln r1 r1
t 总推动力 (t1 t4 ) Q b b1 b R 总热阻 2 3 1S m1 2 S m 2 3 S m3 也可写为： Q t1 t 4 ln r2 / r1 ln r3 / r2 ln r4 / r3 2l1 2l2 2l3
对n层圆筒壁
例题
• 例4-1 有一燃烧炉，炉壁由三种材料组成。最内层是耐火砖，中间为保温砖，最外层为建筑砖。已知 • 耐火砖 b1=150mm λ1=1.06W/m· ℃ • 保温砖 b2=310mm λ2=0.15W/m· ℃ • 建筑砖 b3=240mm λ3=0.69W/m· ℃ • 今测得炉的内壁温度为1000℃，耐火砖与保温砖之间界面处的温度为946℃。试求： • (a)单位面积的热损失； • (b)保温砖与建筑砖之间界面的温度； • (c) 建筑砖外侧温度。

化工原理第四章讲稿PPT课件

2020/9/30
17
3、间壁式换热
间壁式换热的特点是冷、热流体被一固体隔开，分别在壁的两侧流动，不相混合，通过固体壁进行热量传递。传热过程可分为三步： •热流体将热量传给固体壁面（对流传热） •热量从壁的热侧传到冷侧（热传导） •热量从壁的冷侧面传给冷流体（对流传热）壁的面积称为传热面，是间壁式换热器的基本尺寸。
q t1 t3
b1
1
r0
b2
2
接触热阻与接触面的材料，表面粗糙度及接触面上压强等因素有关。
2020/9/30
42
2020/9/30
39
2、多层平壁的稳定热传导
Q
1S
t1
t2 b1
t1 b1
1S
t1 R1
2S
t2 b2
t3
t2 b2
t2 R2
2S
3S
t3
t4 b3
t3 b3
t3 R3
3S
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40
t1 QR1,t2Q2R,t3 QR3
Qt1t2 t3 R1R2 R3
b1
SdLn
d——管径可分别用管内径di,管外径d0或平均直径dm来表示。则对应的传热面积分别为管内侧面积Si，外侧面积S0或平均面积Sm
2020/9/30
25
六、传热速率与热通量
传热速率（热流量）Q :
单位时间内通过传热面的热量，单位为w。
热通量（又称为热流密度或传热速度）q :
单位传热面积的传热速率。单位为w/m2
35
2、固体的导系数
纯金属的导热系数一般随温度的升高而降低，金属的导热系数大都随纯度的增加而增大。非金属的建筑材料或绝热材料的导热系数随密度增加而增大，也随温度升高而增大。

化工原理第四章第四节PPT课件

例：有一列管式换热器，用冷却水使流量为
2000kg·h-1的硝基苯从82℃冷却至27℃，冷却水由15℃升至35℃，试求冷却水用量。已知硝基苯的平均定压比热cp1=1.58kJ·kg-1·℃-1，水的平均定压比热 cp2=4.179kJ·kg-1·℃-1 。
设备热损失可忽略。
2020/5/1
3 6 0 0
3 6 0 0
1.035106W
2020/5/1
.
12
二、总传热速率方程
经推导：
QKAtm
K——换热器的平均总传热系数，W·m-2·℃-1。
也可写成： Q t m 1
KA
1 ——总传热热阻
KA
2020/5/1
.
13
注意：其中K必须和所选择的传热面积A相对应。
若间壁为圆筒壁，则以不同传热面积为基准的总传热速率方程为：
cp1——热流体的平均定压比热，J·kg-1·℃-1 。
2020/5/1
.
6
冷流体单位时间内吸收的热量为：
Q2qm2cp2(t2t1)
qm2——冷流体的质量流量，kg·s-1。
cp2——冷流体的平均定压比热，J·kg-1·℃-1 。
工程上，以定性温度下的定压比热代替平均定压比热进行计算。
2020/5/1
为 150kPa 时的温度为 TS=111℃ ，冷凝潜热为
rh=2229kJ·kg-1。
蒸汽冷凝时，要放出潜热，又要放出显热。
依题意知，冷凝水由TS=111℃降温至50℃，则
定性温度为 T1115080.5oC
2020/5/1
2.
11
由附录3查得水在80.5℃时的定压比热为

化工原理ppt课件汇总全套ppt完整版课件最全教学教程整套课件全书电子教案全套电子讲义完整版ppt

二、压力、流速和流量的测量
为了了解和控制生产过程，需要测定管路或设备内的压力、流速及流量等参数，以便合理地选用和安装测量仪表。而这些测量仪表的工作原理又多以流体的静止或流动规律为依据。
第二节流体静力学
一、流体的压缩性
流体的特征是分子之间的内聚力极小，几乎有无限的流动性，而且可以几乎毫无阻力地将其形状改变。当流速低于声速时，气体和液体的流动具有相同的规律。
热力学基本方程式是以液体为例推导出来的，也适用于气体。因在化工容器中，气体的密度也可认为是常数。值得注意的是，静力学基本方程式只能用于静止的连通着的同一种流体内部，因为他们是根据静止的同一种连续的液柱导出的。
3、静力学基本方程的应用流体静力学基本方程在化工生产过程中应用广泛，通常用于测量流体的压力或压差、液体的液位高度等。
2、静力学基本方程的讨论
（1）在静止的液体中，液体任一点的压力与液体密度和其深度有关。液体密度越大，深度越大，则该点的压力越大。
（2）在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上各点的压力均相等。此压力相等的截面称为等压面。
第二节流体静力学
(3) 当液体上方的压力或液体内部任一点的压p1 力有变化时，液体内部各点的压力p2 也发生同样大小的变化。
气压强为基准测得的流体表压=绝对压强－（外界）大气压强
③真空度当被测流体内的绝对压强小于当地（外界）大气压强时，使用真空表进行测量时真空表上的读数称为真空度。即
真空度=（外界）大气压强－绝对压强
第二节流体静力学
在这种条件下，真空度值相当于负的表压值。图1-1 绝对压强、表压和真空度的关系因此，由压力表或真空表上得出的读数必须根据当时、当地的大气压强进行校正，才能得到测点的绝对压。绝对压强、表压强与真空度之间的关系，可以用图11表示。为了避免绝对压强、表压与真空度三者关系混淆，在以后的讨论中规定，对表压和真空度均加以标注，如 2000Pa（表压）、600mmHg（真空度）。如果没有注明，即为绝压。

化工原理第四章第四节讲稿

2020/1/13
微元面积dS的传热情况
两流体的温差为△t t T t
通过微元面dS的传热量为：
a
d K T Q t d K t S dS b
dQWhcphdT
dT dQ
c
Whcph
d t d T t d d T t(e)
冷流体的温升两流体的最初温差
R T1 T2 t2 t1
热流体的温降冷流体的温升
计算P,R的值后,可查图得到φ△t的值
2020/1/13
例：通过一单壳程双管程的列管式换热器，用冷却水冷却热流体。两流体进出口温度与上例相同，问此时的传热平均温差为多少?又为了节约用水，将水的出口温度提高到 35℃，平均温差又为多少? 解：
0.01m 422K/W
K7.4 0W /m 2K
K值增加的百分率 KK10% 070.437.510% 087.8%
K
37.5
2020/1/13
四、传热的平均温度差
恒温差传热：传热温度差不随位置而变的传热
传热变温差传热：传热温度差随位置而改变的传热
并流：两流体平行而同向的流动
又冷却水终温提到350C，逆流时：100 40
35 15 65 25
tm,逆

65 25 65
41.90C
ln
25
2020/1/13
P 3525 0.235 10015
R 10040 3.0
3515
查图得：t 0.86
tm0.8 64.9 1 31.60C
5) 流体通过管壁的传热包括： 6) 1) 热流体在流动过程中把热量传递给管壁的对流传热

化工原理第4章搅拌 PPT

➢ 要功率消耗小，搅拌效果好，就应根据工艺要求正确地配置好搅拌装置，合理地分配功率消耗。
➢ 功率相等条件下，大直径、低转速叶轮更多的功率消耗于总体流动。小直径、高转速的叶轮更多功率消耗于湍动。
自强不息知行合一
4.3.2 功率关联式及功率曲线
由于搅拌槽内液体的运动状况很复杂，影响功率的因素很多。不能由理论分析法，常利用因次分析方法，通过实验关联。
4.4 切向流
搅拌槽内流体流动型态
----层流、湍流
流动型态判定参数：搅拌雷诺数
D 2n
Re
nD--桨叶的叶端速度
式中：
D---搅叶轮直径，m；、----物料密度kg/m3、黏度kg/ms；
n---搅拌桨转速，1/s。
例如：标准六直叶涡轮桨
Re＜10 层流 Re＞104 湍流 10＜Re＜104 过渡流
涡轮式：转速高，叶片宽，与螺旋浆式比较流量小、压头高。平叶片浆式：叶片较长、转速较慢，产生的压头较低。可用于较高粘度液体的搅拌。锚式和框式：旋转半径更大 (仅略小于反应槽的内径)，搅动范围很大，转速更低，产生的压头更小，适用于较高粘度液体的搅拌，也常用来防止器壁产生沉积现象。
4.3 径向流
在湍流区域 (Re>103) ：
NQ'
NQ 10.1
6 D2 d
1
泵出流量准数 NQ=Q/nd3 循环流量准数 NQ’=Q’/nd3
湍流区：NQ 与 Re 无关，为一常数
叶轮对单位重量液体所作的功即压头 H。 H 与速度 u 的平方成正比，而 u nd，故
Q nd3 Hn2d2
自强不息知行合一
搅拌桨--- 核心部件驱动装置---通常由交流电机、齿轮减速机或

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•两侧的α相差不大时，则必须同时提高两侧的α，才能提高K
值。
•污垢热阻为控制因素时，则必须设法减慢污垢形成速率或及
时清除污垢。
2020/12/9
例：有一列管换热器，由φ25×2.5的钢管组成。CO2在管内流动，冷却水在管外流动。已知管外的α1=2500W/m2·K，管内的α2= 50W/m2·K 。（1）试求传热系数K；（2）若α1增大一倍，其它条件与前相同，求传热系数增大的百分率；（3）若增大一倍，其它条件与（1）相同，求传热系数增大的百分率。
——换热器的热量衡算式
若换热器中的两流体的比热不随温度而变或可取平均温度
下的比热时 Q Whcph T1 T2 Wccpct2 t1
2020/12/9
若换热器中热流体有相变化，例如饱和蒸汽冷凝，冷凝液在饱和温度下离开。
Q Wh r Wcc pc t2 t1
若冷凝液的温度低于饱和温度离开换热器
依据：总传热速率方程和热量恒算
2020/12/9
一、热量衡算
热量衡算是反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系
对于间壁式换热器，假设换热器绝热良好，热损失可忽略则在单位时间内的换热器中的流体放出的热量等于冷流体吸
收的热量。即：Q Wh Hh1 Hh2 Wc Hc1 Hc2
应用：计算换热器的传热量
K 0 dm i di
或K
1
1 bd0 d0
0 dm idi
同理：
——基于外表面积总传热系数计算公式
1 Ki 1 bd0 d0
i dm 0di
Km
dm
1 b
di
idi 0d0
2020/12/9
3、污垢热阻
在计算传热系数K值时，污垢热阻一般不可忽视，污垢热阻的大小与流体的性质、流速、温度、设备结构以及运行时间等因素有关。
0.0265m2 K /W
2020/12/9
K 37.7W / m2 K
K值增加的百分率 K K 100% 37.7 37.5 100%
K
37.5
0.53%
（3）α2增大一倍，即α2 =100W/m2·K时的传热系数 K
dS m
3) 管壁与流动中的冷流体的对流传热 dQ i tw tdSi
间壁换热器总传热速率为：dQ KT tdS0
dQ
T t 1KdS0 Nhomakorabea RT TW 1
0dS0
t1 R1
TW
tW b
t2 R2
dS m
tw t 1
t3 R3
i dSi
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利用串联热阻叠加原则：
传热面积不同，总传热系数的数值不同。
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传热基本方程可分别表示为：
Q KiSitm K0S0tm KmSmtm
式中：
Ki、Ko、Km——分别为管内表面积、外表面积和内外侧
的平均表面积的传热系数，w/m2·K
Si、So、Sm——换热器管内表面积、外表面积和内外侧
的平均面积，m2。注：工程上大多以外表面积为计算基准，Ko不再加下标“o”
Q Wh r c phTs T2 Wcc pc t2 t1
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二、总传热速率方程
通过换热器中任一微元面积的间壁两侧的流体的传热速率方程，可以仿照对流传热速率方程写出：
dQ K(T t)dS KtdS
——总传热速率微分方程 or 传热基本方程
K——局部总传热系数，（w/m2℃）
若管壁内侧表面上的污垢热阻分别用Rsi和Rs0表示，根据串联热阻叠加原则，
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K
1
1
0
RS 0
bd
dm
RSi
d0 di
d0
idi
当管壁热阻和污垢热阻均可忽略时，
111
K i 0
若 i＞＞0
则 1 1
K o
•总热阻是由热阻大的那一侧的对流传热所控制。
•提高K值，关键在于提高对流传热系数较小一侧的α。
dQ T t1 t2 t3
R
R1 R2 R3
1 1 b 1
KdS0 0dS0 dSm i dSi
若以外表面为基准
1 1 bdS0 dS0 dS d dl
K 0 dSm idSi dS0 dSm d0 dm , dS0 dSi d0 di
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1 1 bd0 d0
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三、总传热系数
1、总传热系数K的来源
1) 生产实际的经验数据 2) 实验测定 3) 分析计算
2、传热系数K的计算
流体通过管壁的传热包括： 1) 热流体在流动过程中把热量传递给管壁的对流传热
dQ o T Tw dSo
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2) 通过管壁的热传导
dQ Tw tw b
第四章传热
第四节传热计算
一、能量衡算二、总传热速率微分方程三、总传热系数四、平均温度差五、传热面积的计算六、传热单元数法七、壁温的计算八、保温层的临界直径
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设计计算根据生产任务的要求，确定换热器的
传热面积及换热器的其它有关尺寸，
传热计算
以便设计或选用换热器。
校核计算判断一个换热器能否满足生产任务的要求或预测生产过程中某些参数的变化对换热器传热能力的影响。
2500
45 22.5
20 50 20
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0.0004 0.00058 0.000062 0.000625 0.025
0.0267m2 K /W K 37.5W / m2 K
(2)α1增大一倍，即α1 =5000W/m2·K时的传热系数K’
1 0.0002 0.00058 0.000062 0.000625 0.025 K
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解：
（1）求以外表面积为基准时的传热系数
取钢管的导热系数λ=45W/m·K，
冷却水测的污垢热阻Rs1=0.58×10-3 m2·K/W
CO2侧污垢热阻Rs2=0.5×10-3 m2·K/W
则：
1 K
1
1
Rs1
bd1
dm
Rs2
d1 d2
1
2
d1 d2
1 0.58103 0.0025 25 0.5103 25 1 25
物理意义：在数值上等于单位传热面积、单位温度差下的传热速率。
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当取△t和k为整个换热器的平均值时，对于整个换热器
，传热基本方程式可写成：
Q KStm
K——换热器的平均传热系数，w/m2·K
或
Q
tm
/
1 KS
1 ——总传热热阻 KS
注意：其中K必须和所选择的传热面积相对应，选择的