文档介绍：第十八章传热过程分析与换热器计算
在详细讨论了导热、对流、辐射三种热量传递方式的特点和计
算方法以后,本章将综合应用这些知识来分析一些典型工程传热问
题。

本章将从四个方面展开讨论:
1。首先分析与计算通过几种不同几何形状固体壁面的传热过程。
2。然后针对一种典型的热量交换的设备——间壁式换热器,详细讨论顺流及逆流的对数平均温差的分析计算。
3。分析强化或削弱热量传递过程的方法,详细讨论临界热绝缘直径的概念和分析计算。
本章要点:1。着重掌握传热过程的分析和计算
2。着重掌握顺流及逆流的对数平均温差的分析计算
3。着重掌握临界热绝缘直径的概念和分析计算
4。掌握换热器的型式和分类以及换热器的热计算
5。了解传热的强化和隔热保温技术及有关问题分析
本章难点:临界热绝缘直径、对数平均温差的概念和分析计算
本章主要内容:
第一节传热过程的分析与计算
第二节热交换器的类型和平均温差
第三节换热器的热计算
第四节增强传热的方法和热绝缘的应用
第五节热管
第一节传热过程的分析与计算
传热过程:热流体通过固体壁面的导热把热能传给冷流体的过程。
传热过程分析求解的基本关系为传热方程式,即
式中k为传热系数。
1。通过平壁的传热
2。通过圆筒壁的传热
每米管长的传热量:
对于多层圆管
每米管长的传热量:
3。通过肋壁的传热
加肋侧的面积A2=肋片表面积A2’+两肋片之间壁的表面积A2”
A2 >A1
肋化系数:
肋片越高,肋距越小,肋化系数就越大。
肋片与流体的换热量
f 为肋片效率
加肋侧与流体的换热量
肋壁总效率
肋壁的导热热量
加肋侧流体的换热量
不加肋侧与流体的换热量
肋壁的传热公式
以A1为基准的肋壁的传热系数
对于蒸汽加热的暖气包,由于蒸汽凝结换热系数α1远远大于暖气包对室内空气自然对流时的α2,使这一传热过程中的总热阻完全决定于α2一侧的换热热阻。因此在α2一侧加导热热阻较小的肋片是最有效的改进措施。
在表面传热系数较小的一侧采用肋壁是强化传热的一种行之有效的方法。
在冷热介质温度一定时,要增强传热可以加大α1、α2、λ、A1、A2以及减小δ。最有效的措施是改变上列某些值后,可减小各项分热阻中最大的那一个热阻值。
例1: 一平壁一侧加肋,加肋后面积为A2,肋化系数=13,肋壁总效率tot=。壁的厚度=10mm,材料的导热系数=50W/(m·K),相对应的换热系数为1=200W/(m2 ·K)和2=10W/(m2 ·K) ,流体温度tf1=75C和tf2=15 C。求以A1为基准,其单位面积的传热量q1,并与不加肋时的传热量q比较。
解:
q1 /q = =