《传热学》杨世铭-陶文铨-第十章传热分析与计算..

1 do do do 1 ln( ) hi d i 2 di ho
3
通过肋壁的传热
A1
肋壁面积： Ao A1 A2 稳态下换热情况：
Ai
hi Ai (t f 1 tw1 ) Ai (t w1 t wo ) ho A1 (t wo t fo ) ho f A2 (t wo t fo )
d o 2 h2
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2
2
可见，确实是有一个极值存在，那么，到底是极大值，还是 极小值呢？从热量的基本传递规律可知，应该是极大值。也 就是说，do2在do1 ~ dcr之间，是增加的，当do2大于dcr时， 降低。
§ 10-2 换热器的型式及平均温差
1 换热器的定义：用来使热量从热流体传递到冷流体，以 满足规定的工艺要求的装置 2 换热器的分类：
l (t fi t fo ) Φ (d o 2 )
d 0 dd o 2 do2
d l (t fi t fo ) 1 1 2 2 dd o 2 (do 2 ) 22 do 2 h2 do 2
22 d cr or h2
Bi
hr
(6-23)
(T14 T24 )
T1 T2
2
通过圆管的传热 内部对流： hidil (t f 1 twi )
l (t wi t wo ) 圆柱面导热： Φ do 1 ln( ) 2 d i 外部对流： h d l (t t ) o o wo f2
hoo Ao (t wo t fo )
A2
o
( A1 f A2 ) Ao
肋面总效率
Ai (t f 1 t f 2 ) 1 1 Ai 1 hi Ai Ai hoo Ao hi hoo Ao
定义肋化系数：
tf1 tf 2
Ao Ai
TB,out TA,in (tube side)
增加管程
TB,in (shell side) TA,in (tube side) TA,out TB,out
TB,in (shell side)
TA,out
TB,out
进一步增加管程和壳程
TA,in (tube side)
(3) 交叉流换热器：间壁式换热器的又一种主要形式。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。
(5) 螺旋板式换热器：换热表面由两块金属板卷制而成，
可见，保温层使得导热热阻增加，换热削弱；另一方面，降 低了对流换热热阻，使得换热赠强，那么，综合效果到底是 增强还是削弱呢？这要看d/ddo2 和d2/ddo22的值
d o1 do2 1 1 1 1 (d o 2 ) ln( ) ln( ) hi d i 21 di 22 d o1 ho d o 2
程，K的计算公式也不同。
1
通过平壁的传热
k
1 K 的计算 公式？ h1
1 h2
1
说明： (1) h1和h2的计算；（2）如果计及辐射时对流 换热系数应该采用等效换热系数(总表面传热系数) 单相对流： ht hc hr
43 43 膜态沸腾： ht4 3 hc hr
(8-24)
第十章
传热过程分析与换热器热计算
本章的学习目的 (1)分析实际传热问题的能力
(2)综合应用三种基本传热方式及其相关公式的能力
(3)了解换热器的基本知识和设计过程
§ 10-1 传热过程的分析和计算
传热过程？ 基本计算式(传热方程式)？
kA(t f 1 t f 2 )
1 k ARtot
式中：K是传热系数(总传热系数)。对于不同的传热过
Φ
l (t fi t fo )
d 1 1 1 ln( o ) hi d i 2 di ho d o
圆管外敷保温层后：
Φ
l (t fi t fo )
d o1 do2 1 1 1 1 ln( ) ln( ) hi d i 21 di 22 d o1 ho d o 2
1 1 hi ho o 1
则传热系数为 k
所以，只要o 1 就可以起到强化换热的效果。
4
带保温层的圆管传热——临界热绝缘直径
Ai (t f 1 t f 2 ) 1 1 hi hoo
A(t f 1 t f 2 ) 1 1 h1 h2
hi ho
1 ln( d o d i ) 1 Rhi R Rho lhi d i 2l holdo l (t fi t fo ) Φ kod ol (t fi t fo ) do 1 1 1 ln( ) hi d i 2 di ho d o 其中： ko
(c) 板翅式交叉流换热器
单位体积内所包含的换热面积作为衡量换热器紧凑程度的衡 量指标，一般将大于700m2/m3的换热器称为紧凑式换热器， 板翅式换热器多属于紧凑式，因此，日益受到重视。 (4) 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。
三种类型换热器 简介
间壁式 混合式 蓄热式
套管式 壳管式(管壳式) 管束式 交叉流换热器 管翅式 板式 板翅式 螺旋板式
3
间壁式换热器的主要型式 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
(1)套管式换热器：最简单的一种间壁式换热器，流体有顺
Hot fluid Cold fluid
T Th (Hot)
T
T1
Th Tc x
T2
T1
Tc (cold) x
T2
顺流
逆流
(2) 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 (shell side)