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第五章传热.ppt

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第五章传热.ppt

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文档介绍

文档介绍:第五章传热
第1页,共53页,编辑于2022年,星期三
内容提要
一、传热的三种基本方式
热传导、对流、辐射
二、两种流体热交换的基本方式
1、直接接触式换热
2、蓄热式换热
3、间壁式换热
三、传热速率与热通量

从而解得:
第17页,共53页,编辑于2022年,星期三
(2) 两侧的传热系数:
因为水走内管,所以传热系数可以用下式来计算
因为冷却水被加热,所以n=
第18页,共53页,编辑于2022年,星期三
所以,水侧的传热系数:
因为油走管外环隙,因此计算传热系数时d应该用de来代替
第19页,共53页,编辑于2022年,星期三
所以,油侧的传热系数:
第20页,共53页,编辑于2022年,星期三
(3)基于管外表面积的总传热系数Ko
由于管壁热阻和成品油侧(管外)的污垢热阻可忽略,所以上式可简化为
第21页,共53页,编辑于2022年,星期三
(4)核算换热器能否满足要求
如果换热器的换热能力Q>冷热流体交换的热量Q’,则换热器就能够满足要求
代入得:
第22页,共53页,编辑于2022年,星期三
因为Q<Q’,所以换热器不能满足要求
2、接上题,由于换热器的实际换热量小于所需的换热量,因此热流体的出口温度必然要高于80℃,现在求该换热器在实际操作过程中成品油和冷却水的出口温度?
解:本题属于已知冷热流体的进口温度和换热器的换热面积、总传热系数,求冷热流体出口温度类型的问题,因此需要考虑采用传热效率-传热单元数法来求解:
冷流体的热容流率:×=
热流体的热容流率:×=
第23页,共53页,编辑于2022年,星期三
第24页,共53页,编辑于2022年,星期三
解得T2=℃
t2可由热量衡算求得:
第25页,共53页,编辑于2022年,星期三
3、在列管式换热器(型号219---2/φ25-I,壳程不设折流挡板)中用水冷却某成品油,油和水呈逆流流动,水走管程,油走壳程。,进口温度为150℃,要求出口温度为120℃,,进口温度为20℃。
问:(1)该换热器能否满足要求?
(2)如果不能满足要求,成品油的实际出口温度是多少?
(3)在换热器不变的情况下,如何改变操作条件使成品油出口温度降至120℃?
/(kg·℃),/(kg·℃)。水的密度取988kg/m3,油的密度取850kg/m3,/(m·K),/(m·K),×10-3Pa·s,×10-3Pa·s。
第26页,共53页,编辑于2022年,星期三
解:根据换热器的型号查得换热器的基本尺寸为:
公称直径:
管子根数:
管长:
管子外径:
管子内径:
管中心距:
排列方式:正三角形排列
换热面积(以管外表面积为基准):
壳程数:1; 管程数:1
若管壁热阻和成品油侧的污垢热阻可忽略,×10-3m2·K/W。
第27页,共53页,编辑于2022年,星期三
分析:
换热器就能满足要求
冷却水的出口温度:
由于管壁热阻和成品油侧(管外)的污垢热阻可忽略,
如果
第28页,共53页,编辑于2022年,星期三
因为冷却水被加热,所以n=
第29页,共53页,编辑于2022年,星期三
所以,管内的给热系数:
管外给热系数:
因油被冷却,所以n=
第30页,共53页,编辑于2022年,星期三
第31页,共53页,编辑于2022年,星期三
所以,换热器不能满足要求。
因此,油的出口温度将会超过120℃。
第32页,共53页,编辑于2022年,星期三
(2)如果不能满足要求,成品油的实际出口温度是多少?
该问题属于已知进口温度,求出口温度,所以应该采用
ε-NTU数法
冷流体的热容流率:×=
热流体的热容流率:×=
第33页,共53页,编辑于2022年,星期三
第34页,共53页,编辑于2022年,星期三
(3)在换热器不变的情况下,如何改变操作条件使成品油出口温度降至120℃?
首先分析一下热阻构成
从总热阻构成来看,壳程(油侧)热阻占了主要部分,管程(水侧)热阻为次要部分,污垢热阻最小。
第35页,共53页,编辑于2022年,星期三
这意味着提高壳程(油侧)的给热系数,才能有效增大总传热系数。
由于给热