文档介绍：传热－7
二、操作型计算
①给定条件：换热器的传热面积以及有关尺寸，冷、热流体的物理性质，冷、热流体的流量和进口温度以及流体的流动方式。
计算目的：求某些参数改变后冷、热流体的出口温度及换热器的传热能力。
② 给定条件：换热器的传传热－7
二、操作型计算
①给定条件：换热器的传热面积以及有关尺寸，冷、热流体的物理性质，冷、热流体的流量和进口温度以及流体的流动方式。
计算目的：求某些参数改变后冷、热流体的出口温度及换热器的传热能力。
② 给定条件：换热器的传热面积以及有关尺寸，冷、热流体的物理性质，热流体（或冷流体）的流量和进、出口温度，冷流体（或热流体）的进口温度以及流动方式。
计算目的：求某些参数改变后所需冷流体（或热流体）的流量及出口温度。
③ 换热器校核计算
给定条件：换热器的传热面积及有关尺寸，传热任务。
计算目的：判断现有换热器对指定的传热任务是否适用。(A>A需；Q>Q需)
④传热过程的调节
在换热器中，若热流体的流量或进口温度发生变化，而要求其出口温度保持原来数值不变，可通过调节冷却介质流量(使tm、K变化）来达到目的。
基本方程式：热量衡算式、传热速率方程
【例】单程列管换热器内，用120ºC饱和蒸汽将流量为8500kg/h的气体从20ºC加热到60ºC,气体以10m/s的速度流过φ26×1mm的铜管，蒸汽冷凝膜系数为11630W/(m2·ºC)，忽略管壁和污垢阻力。求
1、传热面积
2、空气流量增加一倍，空气的出口温度为多少？（气体进口温度和物性不变）
气体物性：Cp=/(kg·ºC) ρ=
λ=×10-2W/(m·ºC) μ=×10-5Pa·s
属于湍流流动，因此
解：（1）计算传热面积
因此，总的传热系数
传热量
Q=8500××103×(60-20)=× 105kJ/h
平均温差
传热面积
(2) 空气流量增加一倍
α´=×=/(m2·ºC)
由热衡算
所以
出口温度为
t2=ºC
【例】
在一单程列管式换热器中用160ºC的饱和蒸汽将油从20ºC加热到106ºC，油走管内。管子的规格为：φ19×2mm，长4m，共25根。若热负荷为125kW，蒸汽冷凝传热系数为7000W/m2·ºC，忽略污垢热阻和壁面热阻。求油侧的对流传热系数。
现工艺要求油流量增加一倍，出口温度提高到132ºC。设油的物性不变。再用一同样型号的列管式换热器，问采用并联还是串联才能符合工艺要求？（管内流动为湍流）
解：
1、求对流传热系数
平均温差
由传热总速率方程
忽略壁面阻力，根据传热系数之间的关系
因此
解得：
αi =305W/m2·ºC
2、当流量加倍时，若采用两个同型号的换热器并联，则对于每一个换热器来说，物性参数、流动状态等均与原来一样。因此油的出口温度升到106ºC，不能达到新要求。
采用串联操作，此时油在管内的流动速度提高了一倍。改变条件前后对流传热系数的关系为
α′==×305=531W/m2·ºC
因此
因此
可见，两个同型号的换热器串联符合工艺要求。
解得：t2′=ºC
根据热量衡算
【例】某厂在单壳程双管程列管换热器中，用130℃的饱和水蒸汽将乙醇水溶液从25℃加热到80℃，列管换热器由90根φ25×，长3m的钢管所构成。乙醇水溶液处理量为36000kg/h，并在管内流动。饱和水蒸汽在管间冷凝。已知钢的导热系数为45W/(m2·℃)，乙醇水溶液在定性温度下的密度为880kg/m3，，/(kg·℃)，/(m2·℃)，水蒸汽的冷凝对流传热系数为104W/(m2·℃)，在操作条件下，污垢热阻及热损失可忽略不计，
（1）此换热器能否完成生产任务？
（2）当乙醇水溶液处理量增加20%，在溶液进口温度和饱和水蒸汽温度不变情况下，仍在原换器中加热乙醇水溶液，则乙醇水溶液的出口温度变为多少？
（3）当乙醇水溶液处理量增加20%后要求其出口温度保持不变，仍在原换热器中操作，则加热蒸汽温度至少应提高到多少度？
试确定：
解：（1）本小题为换热器的校核计算问题。
对于此类问题，传热面积A是已知的，根据传热任务要求由热量衡算式求出Q需后代入总传热速率方程求出A需，即 A需= Q需/(KΔtm)，若A需≤A，则换热器能完成传热任务；或 Q=KA Δtm ≥Q需，换热器也能完成传热任务。
因为污垢热阻可略去，所以
上式中λ= 45W/(m2·℃)；b=；d0