文档介绍：以冷热流体在间壁式换热器两侧对流----导热-----对流传热为重点,解决热负荷与传热速率匹配问题。热负荷Q(kJ/s)按工艺要求对物料进行加热或冷却时,单位时间内必须提供或移走的热量。由热量衡算求得。传热速率Q(kJ/s)由换热器的性能、流体的物性、操作情况等因素综合决定。满足工艺要求的换热器的传热速率必须等于热负荷,即传热计算必须同时满足热量衡算式和传热速率式。热量衡算(QL=0)Q=WCCPC(t2-t1)=WhCPh(T1 -T2)两侧物相变=Whr热流体恒温相变=Whr+WhCPh(TS-T2)热流体冷凝冷却=WhCPh(T1-TS)+Whr热流体冷却冷凝WCP——热容流率R——热容流率之比二、传热速率方程式Q=KSΔtm总传热系数KK值是表征换热器性能的一个重要参数。它取决于流体的物性、换热器的性能及操作条件诸多因素。由实验测定查经验值列管换热器中K的值大致范围(w/m2℃)气体——水17——280水——水850——1700水蒸汽冷凝——水1420——4250水蒸汽冷凝——水沸腾2000——4250公式计算导热一维定态付立叶定律导热系数λ大致范围物质种类导热系数(w/m℃)纯金属100——1400金属合金50——500液态金属30——————————:λ=λ0(1+at)对大多数金属材料a<0;而对大多数非金属材料a>0液体:除水和甘油外,温度升高,λL下降,纯液体的λ值较纯液体的大。气体:温度升高,导热系数增大。单层平壁:多层平壁:单层圆筒壁:多层圆筒壁:球壁:导热系数的简易测定:在同套管环隙或球的内、外壳之间装入待测材料,管(球)中心处电加热,分别测出内、外壁的温度,利用导热速率式计算导热系数。有内热源的一维定态热传导:若球壳内有一内热源q0(单位体积散热量J/m3s),取微元球壳列热量衡算,结合付立叶定律:忽略二阶无穷小,整理得:代入付立叶定律求速率。接触热阻:由于实际物体表面粗糙,即使是具有比较光滑表面的金属,在接触面上也只能做到有限点的接触,层与层之间空气隙的存在形成了附加热阻。保温材料的合理使用:绝热性能好的放在内层,热损失较少。保温层的临界半径:保温层的传热是导热、对流、辐射联合作用的结果。当保温层的外半径加大时,导热热阻加大,而对流辐射复合热阻减小,总热阻在r0=rc时,存在一个极小值,即传热速率存在一个极大值,rc=λ/αT,当保温材料的性能不好(导热系数较大)时,若包扎保温层厚的半径r0小于临界半径rc时,热阻反而会增大。3.、对流当其它热阻可以忽略时,若α0>>αI,K=αI,K值比小α还小。只有提高αI的值,即减小起控制作用的流体传热阻力,方能提高K值,减小总传热阻力。热阻大的流体分担的温差大,热阻小的流体分担的温差也小。壁温总是接近对流传热系数大的,即热阻小的流体侧的温度。,将近壁处流体温度有显著变化(存在温度梯度)的区域称作热边界层或温度边界层,工程上由(tw-t)/(tw-t∝)=0。99来划分热边界层的厚度。热边界层内的温度分布受流动边界层的影响,流体与壁面间的温度差主要集中在层流内层中,改善流动条件,减薄热边界层的厚度,加大近壁处的温度梯度,有利于提高传热系数。热边界层与流动边界层的厚度之比取决于