各部分传热速率方程

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热流体 W1, T1,cp1,H1
t2 h2
冷流体 W2, t2,cp2,h1
T2 H2
无热损失： Q吸 Q放
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无相变时
Q w1c p1 热量衡算：
T1 T2 w2c p 2 t2 t1 Q w1 H1 H 2 w2 h2 h1
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2. 沸腾曲线
1）自然对流阶段
t<5 C
2） 核状沸腾阶段 25C > t>5C 3）不稳定膜状沸腾 25C > t
4）稳定膜状沸腾
工业上：核状沸腾
250C > t
优点：大，tW小
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3、沸腾传热的影响因素及强化措施 1）液体的性质
式中
Q ──热冷流体放出或吸收的热量，J/s； w1,w2──热冷流体的质量流量，kg/s； cp1,cp2 ──热冷流体的比热容， J/(s. ℃) ；
h1,h2 ──冷流体的进出口焓，J/kg；
H1,H2 ──热流体的进出口焓， J/kg 。
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相变时 热量衡算：
Q w1r w2c p 2 t2 t1 Q w1 r c T T w c t t p 1 s 2 2 p 2 2 1

t R
1 1 1 令： R KA A A A i i m 0 0
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用平均传热温差tm代替（T t）
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5.4.3 Q的意义及确定 1.Q的意义：Q表示换热器的传热能力。 在设计换热器时，要求其传热能力大于或等 于生产任务 Q （热负荷）。即Q Q ，一般取 Q Q 。 2. Q 的确定：等于在单位时间内热流体放出 的热量Q热 或冷流体吸收的热量 Q冷 。 和生产任务有关
目的：减少冷凝液膜的厚度 垂直板或管：开纵向沟槽；水平管束：可采用错列
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二、 液体沸腾 沸腾种类 1）大容积沸腾
2）管内沸腾
1. 汽泡产生的条件
问题：为什么汽泡只在加热面个别地方产生？
过热度：t=tW－ts 汽化核心：一般为粗糙加热面的细小凹缝处 汽化核心 生成汽泡 长大 脱离壁面 新汽泡 形成搅动液层
T 新乡学院化工原理精品课程
对稳态传热:
Q Qi Qm Q0
T Tw Tw t w t w t Q 1 1 i Ai Am 0 A0
因此，Q 1 1 i Ai Am 0 A0 T t
wk.baidu.com热 流 体
Q
Q
TW
tW
冷 流 体 t
1 4
式中 n——水平管束在垂直列上的管子数；
r——汽化潜热（ts下），kJ/kg。
特性尺寸l：管外径do
t s tW 定性温度：膜温 t 2
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2）竖壁或竖管上的冷凝
层流
1.13 lt
1 2 gr3 4
适用条件：Re<2100
, , ,
强化措施：加表面活性剂（乙醇、丙酮等） 2）温差 在核状沸腾阶段温差提高，
3）操作压强
p t s
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4）加热面 新的、洁净的、粗糙的加热面，大 强化措施：将表面腐蚀，烧结金属粒
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Q
Q
热量：热流体对流传热 管内壁
热传导 管外壁
冷流体
对流传热
TW
tW
冷 流 体 t
各部分传热速率方程： 管内侧流体： 管壁导热：
Qi i Ai (T Tw )
Qm Am (Tw tw ) /
管外侧流体：
Q0 0 A0 (tW t )
2) 温差 液膜层流流动时，t=ts－tW，, 3) 不凝气体 不凝气体存在，导致 ，定期排放。
4）蒸汽流速与流向 （u>10m/s ）
同向时， ；反向时， ； u
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5) 蒸汽过热 包括冷却和冷凝两个过程。
6) 冷凝面的形状和位置
TS ──热流体的饱和温度，℃。
式中 r ──热流体的汽化潜热，kJ/kg；
传热计算的出发点和核心：
Q KAtm w1cp1 (T1 T2 ) w2c p 2 (t2 t1 )
5.4 传热过程的计算
5.4.1 热量衡算
5.4.2 传热速率方程
5.4.3 Q的意义及确定
5.4.4 A的确定
5.4.5 传热平均温度差 5.4.6 传热系数 5.4.7 壁温的计算
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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。
湍流 0.0077 2
1 2 g3 3
Re 0.4
适用条件：Re>2100
特性尺寸l：管或板高H 定性温度：膜温
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4．冷凝传热的影响因素和强化措施 1) 流体物性
冷凝液 , ；冷凝液,；潜热r ,
依据：总传热速率方程和热量恒算
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5.4.1 热流量衡算方程 在定常传热过程中，过程传递的热量Q 必等于热流体放出的热量（负焓变）和冷 流体吸收的热量（焓变）。 即： Q= Q热=Q冷
T 新乡学院化工原理精品课程
5.4.2 总传热速率方程
Q KAtm
间壁传热过程：
热 流 体
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5.3.6 有相变时的对流传热系数
一、蒸汽冷凝
1. 冷凝方式：滴状冷凝和膜状冷凝
滴>膜
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2. 冷凝过程的热阻：液膜的厚度 3. 蒸汽冷凝的 1）水平管束外
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