文档介绍：第二讲热交换器热计算的基本原理
§ 热交换器的热计算基本方程式
热计算（又称热力计算）的两种类型：
（1）设计性热计算
设计一个新的换热器，以确定所需的换热面积，同一换热面积可以有不同的结构，因此设计性热计算一般与
问题的关键聚焦到各种换热器如何得到修正系数
对于逆流
令：
P的物理意义：冷流体的实际温升与理论上所能达到的最大温升之比，所以恒小于1。称为温度效率
R的物理意义：两种流体的热容量之比
已经通过严格的数学运算查明， 值取决于无量纲参数 P和 R
即：
各种换热器 的两种来源：
（1）可以通过数学方法推导，；
（2）可以通过查工程线算图，先计算出P和R在P19～～。
P12
关于混流、混合流与非混合流的区别：
混流：两种流体在流动过程中既有顺流部分，又有逆流部分。
混合流：流体可以在垂直于流动方向（横向）自由地混合，随意地运动。
非混合流：流体在垂直于流动方向（横向）上不能自由运动，也就是不可能自身进行混合。
6. 流体比热或传热系数变化时的平均温差
在推导对数平均温差时，假设了比热和传热系数均为常数；前面平均温差的各个公式及线算图都是在假定流体物性（包括比热）恒定的基础上推导得到的。
（1） 变比热的积分平均温差
步骤：a 已知 则， 作出Q-t（t-F）图；
b 将Q-t曲线进行分段，每段近似取为直线关系，并求
出相应于各段的传热量
c 按具体情况用对数平均温差或算术平均温差求各段的
平均温差
d 根据公式计算积分平均温差
根据上述步骤，则每段所对应的传热面积为：
则总传热面积为：
因为
如果各段的传热系数均相同则：
积分平均温差计算式P21
（2） 变传热系数的积分平均温差
有一蒸汽加热空气的热交换器，它将质量流量为21600kg/h的空气从10℃加热到50℃，空气与蒸汽逆流，/(kg ℃),加热蒸汽为温度140℃的过热蒸汽，在换热器中冷却为同压力下的饱和水，已知: 140℃过热蒸气焓为2749 kJ/kg ，同压力下的饱和温度为120℃，饱和蒸汽焓为2707kJ/kg,饱和水的焓为505 kJ/kg，试求其平均温差。
解：整个换热器的传热量
蒸汽的质量M1
由于蒸汽在换热器中有冷却和冷凝两段，故分两段计算，
如下图：
蒸汽从过热段到饱和蒸汽段放出的热量为Q1
饱和蒸汽变成饱和水放出的热量为Q2
求两段分界处的空气温度
因此，冷却段对数平均温差
冷凝段的对数平均温差
总的平均温差
§ 传热有效度
（换热器效能）
定义式：
文字表述：传热有效度为换热器实际传热量 与最大可能传热量 之比。
新的重要概念
实际传热量：
最大可能传热量：指一个面积为无穷大且其流体流量和进出口温度与实际热交换器的流量和进出口温度相同的逆流型热交换器所能达到的传热量的极限值。
换句话说：就是较小热容量的流体达到最大温度变化时的传热量。
只有热容量较小的流体才有可能达到最大的温度变化，即热流体的进口温度与冷流的进口温度之差。
根据定义
如果 即热流体的热容量为小
如果 即冷流体的热容量为小
关于传热有效度的一些说明：
（1）一个无因次参数
（2）恒小于1
（3）实用性：已知 、 、 ，则可求实际传热量Q
由热平衡方程式，则可求两流体的出口温度。
校核性计算出口温度
（1）顺流时的传热有效度
由热平衡方程式
———————— (a)
———————— (b)
将(b)代入(a)式
如果冷流体是热容量小的流体
如果热流体是热容量小的流体
比较发现，顺流时的传热有效度可统一写成
传热单元数
令
(Number of Transfer Unit)
传热单元数：传热系数与传热面积的乘积与较小热容量的
比值，代表了热交换器传热能力的大小。在
一定程度上表征了换热器综合技术经济性能。
无量纲数
令
（热容比）
顺流（P26－