热值交换原理与设备-第6章

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热质交换原理与设备

热质交换原理与设备

质量通量用绝对速度表示A A A u m ρ=用扩散速度表示()u uA A JA -=ρ摩尔通量用绝对速度表示A A A u C N =用扩散速度表示)(M A A A u u C J -=传质通量是单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质的量,传质通量等于传质速度与浓度的乘积。

)(/1B B A A u u u ρρρ+=质量传质:分子传质又称为分子扩散,它是由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象。

对流传质:指避免和运动流体之间或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递。

分子扩散和对流扩散的总作用成为对流传质交换斐克定律(扩散基本定律)—在浓度场不随时间变化的情况下,组分A 向组分B 的扩散通量与组分A 的浓度梯度成正比,表达式:质量扩散通量dzB d D BA jB dz A d D AB ja ρρ-=-=,摩尔扩散通量dZdCB D BA JB dZ dCA D AB JA -=-=,两组分扩散系统有:JB JA jb jA -=-=,所以扩散系数D D BA D AB ==注:菲克定律只适用于由于分子无规则热运动引起的扩散过程,其传递的速度为扩散速度,一般表达式:)(B A A z A A m m a d d D m ++-=ρ M M a A A = )(B A A Z CA A N N x d d D N ++-= nn x A A =组分的实际传质通量=分子扩散通量+主题流动通量。

扩散系数:物质的分子扩散系数表示它的扩散能力,是物质的物理性质之一,定义:扩散系数是沿扩散方向,在单位时间浓度降得条件下,垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数,单位㎡/s 。

浓度边界层决定了对流传质,如果在表面处流体中的某种组分A 的浓度S A C ,和自由流体的∞,A C 不同,就将产生浓度边界层,它是存在浓的梯度的流体区域,并且它的厚度c δ被定义为[][]99.0/,=--∞AS A S A C C C C 时的y 值,在表面和自由流的流体之间的对流造成的组分的传递是由这个边界层中的条件决定的。

热质交换原理与设备课件(PPT 83页)

热质交换原理与设备课件(PPT 83页)

5.喷水室校核性计算步骤和例题
1)计算喷水系数 2)根据已知的喷水室结构,用实验公式求出热交换效率系数和接 触系数 3)求空气的湿球温度和水的终温,计算公式如下 4)利用下式求空气的终温 2)根据已知的喷水室结构,用实验公式求出热交换效率系数和接 触系数 3)求空气的湿球温度和水的终温 1.05×4.19×(tw2-8.45)=2.94×22.5-2.82ts2
25
图7-9 空气冷却器热交换效率系数的线算图 26
图7-10 空气冷却器处理空气的状态变化 27
图7-11 接触系数推导图 28
4.设计性计算的计算步骤(1计算接触系数 (2)确定冷却器排数 根据计算出的接触系数,查附录H,确定冷 却器排数。 (3)确定冷却器型号和参数 假定迎面风速,求迎风面积。 (4)校核接触系数 按冷却器型号、排数和实际迎面风速,查附录 H得出实际的接触系数,与第一步计算出来的接触系数比较,若 相差较大,则改选别的型号。 (5)计算析湿系数 (6)计算传热系数 根据冷却器型号和排数,查附录J冷却器传热 系数计算公式,带入迎风速度和水的流速,可计算出传热系数。
20 2.87 2.90 2.97 2.98
25 3.06 3.08 3.14 3.18
28 3.21 3.23 3.28 3.31
41
图7-13 喷水室热平衡图 42
4.喷水室设计性计算步骤和例题
1)用空气的参数计算接触系数 2)选用喷水室结构,喷嘴形式、喷嘴直径、喷嘴密度,取空气质 量流速。 3)查接触系数的实验公式 4)求喷水量 5)查热交换效率系数的实验公式,求出热交换效率系数 6)用空气和水的参数计算热交换效率系数 7)列出热平衡方程式 8)联立求解以上两个方程,求水的初温和终温。 9)冷源方式的选择。 10)阻力计算。

热质交换原理与设备-第6章上

热质交换原理与设备-第6章上

b.薄膜式 这种淋水装置的特点是利用间隔很小的平 膜板或凹凸形波板、网格形膜板所组成的多层空心体, 使水沿着其表面形成缓慢的水流,而冷空气则经多层 空心体间的空隙,形成水气之间的接触面。水在其中 的散热主要依靠表而水膜、格网间隙中的水筋表而和 溅散而成的水滴的散热等三个部分,而水膜表而的散 热居于主要地位。图6-8示出了其中四种薄膜式淋水装 置的结构。对于斜波交错填料,安装时可将斜波片正 反叠置。水流在相邻两片的棱背接触点上均匀地向两 边分散其规格的表示方法为“波距波高倾角-填料总 高”,以mm为单位。蜂窝淋水填料是用浸渍绝缘纸制 成毛胚在酚醛树脂溶液中浸胶烘干制成六角形管状蜂 窝体构成甲以多层连续放于支架上,交错排列而成; 它的孔眼的大小以正六边形内切圆的直径d表示。其规 格的表示方法为:d(直径),总高H=层数每层高-层距, 例如:d20,H=12100-0=1200mm。
(3)喷射式热交换器 在这种设备中,使压力较高的流体由喷管喷出, 形成很高的速度,低压流体被引入混合室与射流 直接接触进行传热传质,并一向进入扩散管,在 扩散管的出口达到同一压力和温度后送给用户。 (4)混合式冷凝器 这种设备一般是用水与蒸汽直接接触的方法使蒸 汽冷凝,最后得到的是水与冷凝液的混合物。可 以根据需要,或循环使用,或就地排放。 以上这些混合式热交换器的共同优点是结构简单, 消耗材料少,接触面大,并因直接接触而有可能 使得热量的利用比较完全。有关这类设备的热工 计算问题的研究,还有大量工作可做。在这里, 本节重点介绍喷淋室和冷却塔这两类混合式热交 换器的类型与结构。
图6—1(a)所示是将铜带或钢带用绕片机紧紧地缠 绕在管子上,制成丁皱褶式绕片管。皱褶的存在既增 加了肋片与管子间的接触面积,又增加了空气流过时 的扰动性,因而能提高传热系数。但是,皱褶的存在 也增加了空气阻力,而且容易积灰,不便清理;为了 消除肋片与管子接触处的间隙,可将这种换热器浸镀 锌、锡。浸镀锌、锡还能防止金属生锈。

热值交换原理与设备

热值交换原理与设备

1流体的粘性、热传导性和质量扩散性通称为流体的分子传递性质。

2当流场中速度分布不均匀时,分子传递的结果产生切应力;温度分布不均匀时,分子传递结果产生热传导;多组分混合流体中,当某种组分浓度分布不均匀时,分子传递的结果会产生该组分的质量扩散;描述这三种分子传递性质的定律分别是牛顿粘性定律傅立叶定律菲克定律。

3热质交换设备按照工作原理不同可分为间壁式混合式蓄热式和热管式等类型。

表面式冷却器省煤器蒸发器属于间壁式,而喷淋室冷却塔则属于混合式。

4热质交换设备按其内冷热流体的流动方向,可分为顺流式逆流式叉流式和混合式。

工程计算中当管束曲折的次数超过4次,就可以作为纯逆流和纯顺流来处理。

5温度差是热量传递的推动力,而浓度差则是产生质交换的推动力。

6质量传递有两种基本方式:分子扩散和对流扩散,两者的共同作用称为对流质交换。

7相对静坐标的扩散通量称为绝对扩散通量,而相对于整体平均速度移动的动坐标扩散通量则称为相对扩散通量。

8在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下,当无整体流动时,组成二元混合物中的组分A和组分B发生互扩散,其中组分A向组分B的质扩散通量mA与组分A的浓度梯度成正比,其表达式为当混合物以某一质平均速度V移动时,该表达式的坐标应取随整体移动的动坐标。

9麦凯尔方程的表达式为:hw(ti–tw)=hmd(i-ii),它表明当空气与水发生直接接触,热湿交换同时进行时。

总换热量的推动力可以近似认为是湿空气的传热系数与焓差驱动力的乘积。

10有空气和氨组成的混合气体,压力为2个标准大气压,温度为273K,则空气向氨的扩散系数是1.405×10-5m2/s。

11喷雾室是以实现雾和空气在直接接触条件下的热湿交换。

12当表冷器的表面温度低于空气的露点湿度,就会产生减湿冷却过程。

13某一组分的速度与整体流动的平均速度差,成为该组分的扩散速度。

14刘伊斯关系式是h/hmad=Cp。

15冷凝器类型可分为水冷式,空气冷却式(或风冷式)和蒸发式三种类型. 16冷却塔填料的作用是延长冷却水停留时间,增加换热面积,增加换热量,均匀布水。

热质交换原理与设备-第六章中

热质交换原理与设备-第六章中
6.3.1 喷淋室处理空气时发生的热值交换的特点 用喷淋室处理空气时,空气与经喷嘴喷出的水滴表面 直接发生接触,这时,空气与水表面之间不但有热量交换, 而且一般同时还有质量交换。根据喷水温度不同,二者之 间可能仅有显热交换;也可能既有显热交换,又有质量交 换引起的潜热交换,显热交换与潜热交换之和构成它们之 间的总热交换。但是,在实际的喷淋室里,喷水量总是有 限的,空气与水的接触时间也不可能很长,所以空气状态 和水温都是不断变化的,而且空气的终状态也很难达到饱 和。
2喷琳室的接触系数2喷淋室的接触系数也叫第二热交换效率或通用热交换效率是只考虑空气状态变化的因此它可以表示为如果也把i1与i3之间一段饱和曲线近似地看成直线则有由于与几何相似因此即对于绝热加湿过程由于可以将空气的状态变化看做等焓过程所以空气初终状态的湿球温度相等而且水温不变并等于空气的湿球温度即空气的状态变化过程线在饱和曲线上的投影成了一个点图649
因 为 而 所

即 又


(3)喷淋室的阻力计算 喷淋室的阻力由前、后挡水板的阻力,喷嘴排管阻力 和水苗阻力三部分组成,可按下述方法计算。 1)前后挡水板的阻力 这部分阻力的计算公式是:
2)喷嘴排管阻力 这部分阻力的计算公式为:
3)水苗阻力 这部分阻力的计算公式为:
6.3.4 喷淋室的校核计算
尽管在实际的喷淋室中,空气的状态变化过程不是直 线,但是因为在实际工作中,人们所关心的只是处理后的 空气终状态,而不是状态变化的轨迹,所以还是用连接空 气初、终状态点的直线来表示空气状态的变化过程。 此外,由于空气与水的接触时间不够充分,所以空气 的终状态也往往达不到饱和。经验表明,对于单级喷淋室, 空气的终相对湿度一般能达到95%,用双级喷淋室处理空 气时,空气的终相对湿度能达到100%。习惯上称喷淋室 后的这种空气状态为“机器露点”。

热质交换原理与设备-第一章

热质交换原理与设备-第一章
(1)牛顿粘性定律
两个作直线运动的流体层之间的切应力正比于垂宣于运动方向的速度变 化率,即
对于均质不可压缩流体,上式可改写为:
(2)傅立叶定律
在均匀的各向同性材料内的一维温度场中,通过导热方式传递的热量 通量密度为:
对于恒定热容量的流体,上式可改写为:
(3)斐克定律
在无总体流动或静止的双组分混合物中,若组分A的质量分数
图1-3 叉流换热器 (a)示意图;(b)两种流体均不混合;(c)一种流体混合,另一种不混合
混流式,两种流体在流动过程中既有顺流部分,又有逆流部分,图1-4(a) 及(b)所示就是一例。当冷、热流体交叉次数在四次以上时,可根据两种 流体流向的总趋势,将其看成逆流或顺流,如图1-4(c)及(d)。
图1-4 混流式换热器示意图 (a)先顺后逆的平行混流;(b) 先逆后的串联混流;(c)总趋势 为逆流的混合流;(d) 总趋势 为顺流的混合流
热管换热器是以热管为换热元件的换热器。由若干支热 管组成的换热管束通过中隔板置于壳体内,中隔板与热管加 热段、冷却段及相应的壳体内腔分别形成热、冷流体通道, 热、冷流体在通道中横掠热管束连续流动实现传热。当前该 类换热器多用于各种余热回设备类型 中,间壁式的生产经验、分析研究和计算方法比较丰富和完 整,它们的某些计算方法对混合式和蓄热式也适用。
(2)按照热流体与冷流体的流动方向分类 热质交换设备按照其内热流体与冷流体的流动方向,可分 为:顺流式、逆流式、叉流式和混合式等类型。 顺流式或称并流式,其内冷、热两种流体平行地向着同一 方向流动,如图1-1(a)所示。冷、热流体同向流动时,可以 用平壁隔开,但是更通常的是用同心管(或是双层管)隔开, 其布置简图示于图1-1(b)。在这样的顺流布置中,热,冷流 体出同一端进入换热器,向着同一方向流动,并由同一端 离开换热器。

完整版热质交换原理与设备习题答案第版

完整版热质交换原理与设备习题答案第版

第一章绪论1、答:分为三类。

动量传递:流场中的速度分布不均匀(或速度梯度的存在);热量传递:温度梯度的存在(或温度分布不均匀):质量传递:物体的浓度分布不均匀(或浓度梯度的存在)。

2、解:热质交换设备按照工作原理分为:间壁式,直接接触式,蓄热式和热管式等类型。

间壁式又称表面式,在此类换热器屮,热、冷介质在各自的流道屮连续流动完成热量传递任务,彼此不接触,不掺混。

直接接触式又称混合式,在此类换热器中,两种流体直接接触并且相互掺混,传递热量和质量后,在理论上变成同温同压的混合介质流出,传热传质效率高。

蓄热式又称回热式或再生式换热器,它借助由固体构件(填充物)组成的蓄热体传递热量,此类换热器,热、冷流体依时间先后交替流过蓄热体组成的流道,热流体先对其加热,使蓄热体壁温升高,把热量储存于固体蓄热体屮,随即冷流体流过,吸收蓄热体通道壁放出的热量。

热管换热器是以热管为换热元件的换热器,由若干热管组成的换热管束通过中隔板置于壳体中,屮隔板与热管加热段,冷却段及相应的壳体内穷腔分别形成热、冷流体通道,热、冷流体在通道内横掠管束连续流动实现传热。

3、解:顺流式又称并流式,其内冷、热两种流体平行地向着同方向流动,即冷、热两种流体由同一端进入换热器。

逆流式,两种流体也是平行流体,但它们的流动方向相反,即冷、热两种流体逆向流动,由相对得到两端进入换热器,向着相反的方向流动,并由相对的两端离开换热器。

叉流式又称错流式,两种流体的流动方向互相垂直交叉。

混流式又称错流式,两种流体的流体过程中既有顺流部分,又有逆流部分。

顺流和逆流分析比较:在进出口温度相同的条件下,逆流的平均温差最大,顺流的平均温差最小,顺流时,冷流体的出口温度总是低于热流体的出口温度,而逆流时冷流体的出口温度却可能超过热流体的出口温度,以此来看,热质交换器应当尽量布置成逆流,而尽可能避免布置成顺流,但逆流也为了降低这里的壁温,有时有意改为顺流。

第二章传质的理论基础1、答:单位时间通过垂直与传质方向上单位面积的物质的量称为传质通量。

热值交换第6章分析解析

热值交换第6章分析解析
2018/10/20 71-29
四、对数平均温差法与效能-传热单元法的比较 效能-传热单元数法,假设的出口温度对传热量Q的影 响不是直接的,而是通过定性温度,影响总传热系数, 从而影响NTU,并最终影响 Q值。而平均温差法的假 设温度直接用于计算Q 值,显然-NTU法对假设温度 没有平均温差法敏感,这是该方法的优势。 对数平均温差法,可根据温差修正系数判断选择的流 动形式与逆流的差距。而-NTU法不能。 对数平均温差法反复进行对数计算,较-NTU法麻烦
71-4
增加管程
TA,out TA,in (tube side)
TB,in (shell side)
TB,out
单壳程、双管程
2018/10/20 71-5
进一步增加管程和壳程
TB,in (shell side)
TA,out
2-4型
TB,out
TA,in (tube side)
双壳程、四管程
3-6型
2018/10/20 71-6
交叉流换热器: 其主要特点是冷热流体呈交叉状流动。交叉流换热 器又分管束式、管翅式和板翅式三种。
2018/10/20
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2018/10/20
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(c) 板翅式交叉流换热器
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板式换热器:
由一组几何结构相同的平行薄平板叠加所组成,冷热 流体间隔地在每个通道中流动,其特点是拆卸清洗方 便,故适用于含有易结垢物的流体。
2018/10/20
71-20
顺流和逆流的区别在于: 顺流: t2 ; t t1 t2 t t1
逆流:
t2 ; t t1
t2 t t1

热值交换原理第6讲空气与水交换

热值交换原理第6讲空气与水交换

= h hb
cp (t tb )
三、空气与水接触时的状态变化过程
• 假想情况: • 即水量无限,接触时间无限的条件下,
空气的状态变化是一条直线,水温不变, 空气可以被处理到饱和状态,且温度等 于水的温度。
• 理想情况下,即水量有断的变化,空气可以被处理到 饱和状态,空气的终温等于水温。
热质交换过程
• 在冷表面上取一微元面积dA,在此微元面积上 的热、质交换量可写作下式:
• 热交换量
Q (t ti )dA Gc pdt
• 质交换量
m hmd (d di )dA Gdd
• 质交换引起的热交换
Qm hmd (d di )dA• r
• 对于冷却剂侧,若忽略壁面热阻,则微 元面积上的传热量为
dQx (t tb )dA
• 一、热交换过程
• 显热交换量
• 潜热交换量
dQq hmd (db d )dA • r
• 总热交换量
dQz dQx dQq Wcpdtw
(t tb )dA hmd (db d)dA• r
• 若换热过程为稳定状态则
Qz Wc ptw (t tb ) A hmd (d db ) A • r
二、湿空气在肋片上的冷却降湿 过程
• 肋片在湿工况下的传热量计算公式如下:
Q Q0 w
• Q0为假定肋片处于肋基温度下的理想传热量 • Q为实际传热量,Фw为湿肋的效率
Q0 hmd (h hi )
• 湿肋的效率
tanPL
w PL P hD
yF F
4.2 空气与水直接接触时的热质交换
4.1 空气与固体表面之间 的热质交换

热质交换原理与设备课件

热质交换原理与设备课件
湍流传递性质
在湍流流动中,除分子传递现象外,宏观流体微团的不 规则掺混运动也引起动量、热量和质量的传递,其结果 从表象上看起来,相当于在流体中产生了附加的“湍流 切应力”,“湍流热传导”和“湍流质量扩散”。 du du du du τ s = τ + τ t = −µ − µt = − (µ + µ t ) = − µ eff dy dy dy dy
新鲜空气
空调箱
空气
1.1.2 本专业中的典型热质交换现象
典 型 集 中 式 空 调 系 统
1.2 本门课程在专业中的地位与作用
1.2.1 建筑环境与设备工程专业范围
研究对象及目标 能源供给 输配方式 能源转换设备
1.2.2 本门课程在专业中的地位与作用
地位 作用
本课程是创造室内 人工环境所用热质 交换方法的理论知 识与设备知识同时 兼顾的一门主干专 业基础理论课
分子的微观运动引起的分子扩散 旋涡混合造成的流体微团的宏观 运动引起的湍流传递
1.1.1 三种传递现象的联系 分子传递性质
流场中,速度分布不均匀产生切应力; 流场中,温度分布不均匀产生热传导; 多组分的混合流体中,浓度分布不均匀 产生质量扩散。
1.1.1 三种传递现象的联系
分子传递性质的表达形式
湍流传递性质
湍流传递的强度要比分子传递的强度大得 多。 湍流流动的理论分析至今仍远未彻底解 决,目前主要还是依靠实验来解决。
1.1.2 本专业中的典型热质交换现象
见图1-1 见表1-2
表冷器
冷却塔
1.1.2 本专业中的典型热质交换现象
冷却塔 热量
环境
空 调 系 统 示 意 图
冷冻水
冷却水
冷冻机

热工基础第六章

热工基础第六章

(2)活塞式内燃机理想循环
对实际循环加以合理的抽象、概括和简化: 1) 忽略实际过程中进、排气阀的节流损失;进气 过程与排气过程互相抵消;认为废气与吸入的新鲜 空气状态相同;忽略喷入的油量,假设一定量的工 质在气缸中进行封闭循环。 2) 假定工质是化学成分不变、比热容为常数的理想 气体——空气。 3)忽略工质、活塞、气缸壁之间的热交换及摩擦阻 力,认为工质的膨胀和压缩过程是可逆绝热的。 4) 将燃烧过程看成是工质从高温热源可逆吸热过程, 将排气过程看成是工质向低温热源可逆放热过程。 5) 忽略工质的动能、位能变化。
(2)绝热指数 的影响

t
值大小取决于工质的
种类和温度 。 潜艇用氦气: 1.66
28
(3)升压比 和预胀比 的影响
当压缩比 和 绝热指数 一定时,


t
t
29
4. 三种活塞式内燃机理想循环的比较
(1)进气状态、最高压力、最高温度彼此相同 用下角标V、m、p分别 代表定容加热循环、混合加 热循环、定压加热循环。 三种理想循环的放热量相同
表示压缩过程中工质体积被压缩的程度。
升压比: p3 p2 表示定容加热过程工质压力升高的程度。 预胀比: v 4 v3 表示定压加热时工质体积膨胀的程度。
21
(1) 混合加热循环 单位质量工质的吸热量:
q1 cv T3 T2 cp T4 T3
单位质量工质的放热量:
(1) 蒸汽初温t1的影响
保持 p1 、 p2 不变,将 t1 提高, 则吸热平均温度提高,循环热效 率将提高;乏汽干度增加有利于 汽轮机安全工作。 提高t1受材料 耐热强度限制。
(2) 蒸汽初压的影响
保持 t1、 p2 不变,提高 p1 ,将 提高吸热平均温度,提高循环的 热效率。然而,乏汽的干度减小, 将影响汽轮机后几级叶片安全。 x > 0.85 。

热质交换原理与设备课件第6章详解

热质交换原理与设备课件第6章详解

汽或压缩空气把油雾化的方法。
雾化和气流雾化的一种喷嘴。
6Z42.tif
图6-42 切向槽式简单压力雾化油喷嘴 a)雾化片 b)旋流片 c)分流片 1—雾化片 2—旋流片 3—分流片
图6-43 切向孔式球形简单机械雾化喷嘴
图6-44 切向孔式柱形简单机械雾化喷嘴
图6-45 内回油式简单机械雾化喷嘴
(3)悬浮式燃烧 悬浮式燃烧是先将固体燃料磨成细粉,然后随
空气一同流向炉膛内呈悬浮状态进行燃烧。
1)能获得最大的热密度,即在单位体积的燃烧室内,同时存在于 炉膛中的燃料量最大; 2)在防止燃料粉末飞失的条件下,有可能大大增加鼓风; 3)热惰性大,对燃料供给与鼓风之间协调性的偏离敏感性差,故 燃烧过程比较稳定,而且 4)逆流式对燃料的热准备过程比较有利,而顺流式的热准备过程 就没有像逆流式那样进行得充分; 5)层燃式燃烧在小型和中型动力装置中占有重要地位,但随着现 代动力工业的发展,已不能适用于大型动力装置的机械化和自动 化控制。
图6-50 联合气流机械雾化油喷嘴 1—油管 2—气流套管 3—分油配气嘴 4—气孔 5—气槽 6—混合室头部 7—油孔 8— 喷孔
2.配风器
(1)旋流式配风器 旋流式配风器根据叶片形式不同,主要包括 轴向可动叶片旋流式配风器、固定切向叶片旋流式配风器和可 动切向叶片旋流式配风器,它们的结构如图6-51、图6-52和图6
图6-20 紊流火焰的结构 1—焰核 2—焰面 3—燃尽区
图6-21 用辅助火焰作点火源 1—燃烧器火孔 2—小孔 3—环形缝隙
3.完全预混式燃烧
(1)完全预混式燃烧的机理 燃气和空气在着火前预先按化学当 量比混合均匀,即α=α′≥1 ,并在专门设置的火道,使燃烧区内 保持稳定高温的一种燃烧方法。

第6章 空气射流及燃料燃烧时的热质交换原理与设备 热质交换原理与设备 教学课件

第6章 空气射流及燃料燃烧时的热质交换原理与设备 热质交换原理与设备 教学课件
成。 油喷嘴:机械雾化油喷嘴、气流雾化油喷嘴、联合雾化油喷
嘴。 配风器:旋流式配风器、直流式配风器。
第四节 气体燃烧器
1).扩散式燃烧器 按照扩散式燃烧方法设计制作,一次空气系数=0。 分为自然引风式扩散燃烧(多为民用)、强制鼓风式扩散燃烧(多
用于工业)。 2).大气式燃烧器 按照部分预混式燃烧方法设计制作,一次空气系
侧送风口 散流器 孔板送风口 喷射式送风口 旋转送风口
双百叶风口
单百叶风口
散流器
球形风口
地板送风口
旋流风口
高效送风口
回风口空气流动规律和回风口形式 ➢ 回风口处流线向回风口集中形成点汇。 ➢ 回风口的构造比较简单,类型不多。 ➢ 回风口的形状和位置根据气流要求而定。
回风口
2、液体燃料的燃烧方法 ➢ 液面燃烧 ➢ 灯芯燃烧 ➢ 蒸发燃烧 ➢ 喷雾燃烧 雾化过程是喷雾燃烧的最初的重要阶段。通常采用的雾化方法有: ➢ 使液体燃料从喷嘴高速喷出 ➢ 使燃料做回转运动,然后从孔口以液膜状态喷出 ➢ 以空气或蒸汽等气体为喷雾的媒介将液体燃烧雾化 ➢ 从旋转的圆板或杯子的外围以离心力将液体燃料甩出和分散
第二节 燃料燃烧时的热质交换
燃料的种类通常分为气体、液体和固体。 燃料的燃烧包括固体燃料、液体燃料和气体燃料的燃烧。 1、气体燃料的燃烧方法 ➢ 容器内燃烧 ➢ 燃烧器燃烧 根Байду номын сангаас一次燃烧系数的不同,气体燃烧可分为三种: ➢ 扩散式燃烧 ➢ 部分预混式燃烧 ➢ 完全预混式燃烧
燃烧强化的几种途径: ➢ 改善气流相遇条件 ➢ 加强紊动 ➢ 预热燃气和空气 ➢ 烟气再循环 ➢ 应用旋转汽化
数介于0-1,又称引射式预混燃烧器。由头部和引射器组成。 按火孔数量分:单火孔、多火孔 按头部形状分:环形燃烧器、棒形燃烧器、星形燃烧器和管排燃烧
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x
顺流 220420/7/30
交叉流换热器:
其主要特点是冷热流体呈交叉状流动。交叉流换热 器又分管束式、管翅式和板翅式三种。
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71-7
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71-8
(c) 板翅式交叉流换热器
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板式换热器:
由一组几何结构相同的平行薄平板叠加所组成,冷热 流体间隔地在每个通道中流动,其特点是拆卸清洗方 便,故适用于含有易结垢物的流体。
hidi 2 di hodo
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ho
71-15
6.3 总传热系数与总传热热阻
Q KAt t t
1 Rt KA
hi
其中:
Rt
1 KA
单位管长的总热阻为:
Rt
1
d i hi
1
2
ln( do di
)
1
d o ho
其中i表示内表面,o表示外表面
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ho
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Rt
1 KA
71-12
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71-13
表冷器工作过程
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71-14
6.2 间壁两侧流体传热过程分析
内部对流:
t fi
twi
Q
hidil
圆柱面导热:
twi
two
Q
2l
ln
do di
外部对流:
two
t fo
Q
hodol
hi
上三式相加:
Q
l(t fi t fo )
1 1 ln( do ) 1
71-17
考虑污垢热阻(污垢热阻某种情况下影响很大)
❖ 对于平壁,考虑其两侧的污垢热阻后,总热阻为
Rt
1 h1
Rf
1 h2
❖ 对于圆管,考虑垢热阻后,以外表面为计算面积
的总传热系数为:
1
Ko
do di
1 hi
do di
R f ,i
do
2
ln(
do di
)
R
f
,o
1 ho
基于内表面
Ki
1 hi
R f ,i
do di
如果能保持ho不变,Rw壁面的导热热阻不会变化,Rf 在短时间内不会有大的改变,因此,上式右边前三项
可认为是常数,用 b 表示,在物性不变的情况下,可
以认为do/(dici)是常数,用m表示,于是上式可变为:
1 Ko
b
m
1 u 0.8
i
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1 ko
b
m
1 u 0.8
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71-10
螺旋板式换热器: 换热表面由两块金属板卷1 制而成。优点:换热效1 果好; 缺点:密封比较困难。
2 2
1
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2
71-11
换热设备两端流体的不同
间壁式换热器种类和型式的不同
例如,空调工程中处理空气的 表冷器, 一般在空气侧加装各 种形式的肋片
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6.1 间壁式热质交换设备的形式与结构
套管式换热器:最简单的一种间壁式换热器,流体 有顺流和逆流两种,适用于传热量不大或流体流量 不大的情形。
Hot fluid
Cold fluid
T T1
Th (Hot) T2
Tc (cold)
x
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顺流
Hot fluid
Cold fluid
T
T1
Th
di
2ห้องสมุดไป่ตู้
ln(
1 do ) di
di do
R f ,o
di do
1 ho
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71-18
实验可以测定总表面传热系数
确定传热过程分热阻的威尔逊图解法
以外表面为计算基准的总传热系数为:
Ko
do di
1 hi
do di
R f ,i
1 do
2
ln(
do di
)
R
f
,o
1 ho
1 Ko
1 ho
Rw R f
b’ Rf b O
1/ui0.8
这样就将内部热阻从总传热系数中分离出来。
已知Rw和Rf,则可确定ho。ho亦可实验确定。 当干净换热器运行一段时间后,再进行同样过程
的测量,可以获得另外一条曲线,则两条曲线截距之 差就是污垢热阻,这样又把污垢热阻Rf分离出来了。
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71-22
6.4 换热器热工计算常用计算方法
Tc
逆流
T2 x
71-3
管壳式换热器:最主要的一种间壁式换热器,传热 面由管束组成,管子两端固定在管板上,管束与管 板再封装在外壳内。两种流体分管程和壳程。
TA,out TB,in (shellside)
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TB,out TA,in (tubeside)
单壳程、单管程
71-4
增加管程
1 K
Rt A
Rt
1
di hi
1 ln(
2
do di
) 1
doho
单位管长外表面面积 A do
单位管长内表面面积 A di
对于外表面
Ko
do
1
1 do ln( do )
1
di hi 2 di ho
对于内表面
Ki
1 di
1 ln( do ) di
1
hi 2
d d h 202i0/7/30 o o
第六章 间壁式热质交换设备
的热工计算
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71-1
内容
6.1 间壁式热质交换设备的形式与结构 6.2 间壁两侧流体传热过程分析 6.3 总传热系数与总传热热阻 6.4 热工计算常用计算方法 6.5 表面式冷却器的热工计算 6.6 其它间壁式热质交换设备的热工计算
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71-2
i
改变管内流速ui,则可以测得一系列的总表面传 热系数,然后绘制成图。
b主要是与热阻 有关的常数
1/Ko
b O
1/ui0.8
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1 ko
1 ho
Rw R f
1 ci ui 0.8
do di
1/ko
从 图 可 得 b , m , 和 ci ,
从而管子内侧的hi为
hi ciui0.8
6.4.1 换热器热工计算的基本公式 传热方程式:
Q=KAΔtm 热平衡方程式:
Q=G1c1(t1’-t1”)=G2c2(t2”-t2’)
通常:1-热流体;2-冷流体
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71-23
6.4.2 对数平均温差法
Hot fluid
Cold fluid
T T1
Th (Hot) T2
Tc (cold)
1 hi
do di
其中Rw和Rf分别为管壁与污垢热阻
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71-19
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 ui0.8 成 正 比 , 因 此 , 可 以 写 成 hi = ciui0.8 的形式,代入前式:
1 Ko
1 ho
Rw
Rf
1 ci ui 0.8
TA,out TA,in (tubeside)
TB,in (shell side)
TB,out
单壳程、双管程
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71-5
进一步增加管程和壳程
TB,in (shellside)
TA,out
2-4型
TB,out
TA,in (tube side)
双壳程、四管程
3-6型
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71-6
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