文档介绍：★传热计算
定态传热
1、设计型:求传热面积S
2、操作型:换热调节及换热器校核
已知:S(n,d,L),物性(CP,ρ,μ,λ),污垢热阻RSI,RS0,流量(Wh,WC),冷热流体的进出口温度。
求:当某侧流体的流量或某一进(出)口温度变化,或换热器清洗后,或流动方式改变或两换热器的组合方式改变时,其它参数如何变化?
第一类:求两个温度
第二类:求物流量或某一温度
例如:冷流体的流量变化不仅会引起热负荷变化,还会引起传热速率式中传热系数和传热推动力的变化,以达到新情况下热负荷与传热速率的平衡。
两种极端情况: 逆流
A α冷>>α热,冷流体流量增大,K值基本上不变。
B 原先的t2-t1很小,即使WC增大,Δtm变化亦很小。
lnT1-t2KS=T2-t1WhCPh?WhCPh 1-WCCPC????=NTUh(1-Rh)?
T1-t2=exp[NTUh(1-Rh)]----aT2-t1
传热速率方程式线性化
WhCPh(T1-T2)=KS(T1-T2)-(t2-t1)
lnT1-t2
T2-t1
热量衡算式
t2=t1+Rh(T1-T2)————b
由a ,b两式联合求解可得出口温度T2,t2。(第一类)
对于第二类,由于a式右侧包括待求未知数,乃非线性方程,需试差求解。
3、传热单元数——热效率法
将a式左侧分子分母处理后得:
1-Rhεh=exp[NTUh(1-Rh)]1-εh
热效率
εh=
逆流 T1-T2t-t,εc=21T1-t1T1-t1
1
ε=1-exp[NTU(1-R)]
R-expNTU1-R
当 R=1时,T1-t2=T2-t1
ε=
并流 NTU1+NTU
ε=1-exp[-NTU(1+R)]
1+R
当R=1时,
ε=1-exp[-2NTU]
2
一侧相变时
4、非定态传热
ln
ε=1-exp[-NTU]T-t1KS==NTUCT-PC
待求函数一般为累计传热量Q或物料温度T与时间的关系。仍使用传热衡算式和传热速率式。
5、辐射传热
黑体、白体、透热体和灰体
斯蒂芬波尔斯曼定律
角系数
测温误差的来源?如何减小测温误差?
如何减小辐射散热?
★冷凝冷却器
有一逆流操作的热交换器,用15℃的水冷却过热氨蒸汽,氨气温度为 95℃,流率为 200kg/h,氨气在热交换器中冷却。冷凝液在饱和温度(30℃)下派出。在冷却冷凝过程中,热交换器各界面上氨气与水的温度差最小处不允许小于 5℃。求冷却水用量及水最终出口温度?已知 90℃,0氨气的焓分别为 1647,1467KJ/kg,30℃液氨的焓为 323KJ/kg,水平均比热为 4183J/kg℃。(清华95)
2
解:逆流时,由题意:
液氨气(30?C)←气(95?C)←液安(95?C)
水(15?C)→→25?C→→水(t2)?C
在氨汽冷凝阶段(30?C气变为30?C液):
WCCPC(t2中-t1)=Wh(1467-323)
WC=200?(1467-323)=(kg/s)?10?3600
200对全系统有:Q=?(1647-323)=(kw)3600
Q=WCCPC(t2-t1)
t2=t1+
★换热器的操作与调节 =15+=(?C)?
.一套管换热器用 133℃的饱和水蒸汽将管内的***苯从 33℃加热到 73℃,***苯流量为 5500Kg/h。现因某种原因,***苯流量减少到 3300Kg/h,但其进出口温度维持不变,试问此时饱和蒸汽温度应为多少才能满足要求?此时饱和水蒸汽冷凝量为原工况的百分之几?(设两种工况下的蒸汽冷凝热阻,管壁热阻,垢层热阻及热损失均可略,且***苯在管内作湍流流动,忽略两工况下蒸汽汽化潜热的变化)(华化98/20)
解:
WCCPC(t2-t1)=KS?tm(1)
'CPC(t2-t1)=K'S?tm'(2)WC
?3300?K'= ?K=?5500?
T'-t1ln(1)得:5500=KT'-t223300K'lnT-t1
T-t2
T'-t15500133-33ln=?='-t23300133-73
T'-t1='-t2
-?73-33==(?C)
Wh&#39