文档介绍：第二章传热
1学****要点提示
根据传热机理，热传递有热传导、对流传热和热辐射三种基本方式。
是描述热传导现象的物理定律，其表达式为；:t
d：、--■dA—(2-1)
；:n
式中负号表示热流量m,1L
即：R'1+2=+2可见，将绝热材料好的(即2小的)放在内层，可以减少热损失。，用直立管壳式换热器加以冷凝，并冷却至30C,冷却介质为20C的冷水，冷却水的出口温度不超过45C，冷热流体呈逆流流动。已知苯蒸汽的冷凝温度为80C，汽化潜热为390kJkg-1,-1K-1,并估算出冷凝段的传热系数为500Wm-2K-1,冷却段的传热系数为100Wm-2K-1,试求所需的传热面积及冷却水用量为多少？
A
冷凝段冷却段
解：如图所示为流体流经换热器的换热过程
(1)冷却段热流量为:
八=十、500=qn,hCp,h(T1-T2)=3600
(80-30)
=
(2)冷凝段热流量为：5002=423600冷却水用量为：
390103=
例2附图
==
-1
s-
(3)冷却段:
T/
：-1
qn,cCp,c
一_4
320-
(80-)—(30-20)
80——20
=
2Ai===
(4)冷凝段:
."■：Tm
(80-)-(80-45):=
ln8^
80—45
A2===
所需总传热面积为:
A=A1+A2=+=
，热流体为100C的热水，冷流体为20C的冷水。给热系数皆为1000Wm-2K'1,并测得冷、热水出口温度分别为
在某一工况下，两侧
流量不变，冷却水用量增加一倍。
解：原工况下:
11——+——:1:2
Mm
热量衡算式:
即:
又:
50C、
30Co若保持热流体
问此时冷、热水出口温度分别为多少?
11+10001000=500Wm-2K-1
二(100一50)一(30一20)=
ln^30—20
qn,Qp,h(T2—T1)=qn,cCp，c(T2/-T1/)
==
qn,cCp,c(T2,-T1/)=KA△Tm
==
新工况下，冷水流量加倍,
:『2=「2
(近似按平壁处理)
K/
：
1
L1
-2K-1==、热流体出口温度为丁2,2,、T2,2,则:
qn,c'Cp,c(T2,2/-Ti/)=qn,hCp,h(Ti-T22)==(1)qn,c'Cp,c(T2,2'-Ti/)_...(Ti—T2/2)—(T2,2—T,—IxA
T1-'T,22In/T2,2-TlK/A-i)
整理得：
1湛00"2,2=(—i)
T2,2一20⑵
i00-T；2
=
T2,2-20
联立(i)、
(2)式解得：T2,2=,T2,2,=
Ti-T2/,2In/
T2,2-Tiqn,cCp,c/(~qn,cCp,cqn,hCn,h
问：当冷水流量增加后，传热推动力及传热速率如何变化？
例4在间歇搅拌釜内装有外表面积为im2的沉浸式蛇管换热器，-i-C-i的反应物溶液，蛇管内通入i20C的饱和蒸汽加热溶液。若蛇管总传热系数为600W・m-2K-i,试计算将物料由25C加热至90C所需的时间。
解：该过程为不定常传热过程
设加热蒸汽温度为T,某瞬间釜内物料温度为tC,在微分段时间dB内，温度升高dt,则d：，=mcpdT=KS(T-T/)d^e
du=0dTKS25T-T
mcpi20-25—In
KSi20-
95In—=730s=
30
如图，有一加热器，为了减少热损失，在壁外面包一层绝热材料，厚度为300mm,导
300mm
・m・K-1。已测得绝热层外侧温度为30C,在插入绝热层50mm处测得温度为75C。试求加热器外壁面温度为若干？
红砖平壁墙，厚度为500mm，一侧温度为200C,另一侧为30C,设红砖的平均导热系数,=・m・K-1。试求：
单位时间，单位面积上导过的热量；
距离高温侧370mm处的温度。<br****题1附