文档介绍：计算基础:热量衡算方程和传热速率方程。
换热器的传热效率
计算类型:
设计型计算:
操作型计算:
已知
th1,th2
tc1 ,qmc
Qmh ,K
求传热
面积A
已知
th1,tc1
qmh ,qmc
A ,K
求 th2
tc2, Ф
2. 热流量衡算方程
稳态传热,忽略热损失时,
冷流体吸收热量= 热流体放出热量
(1) 无相变传热
(2) 有相变传热
①饱和状态下
(2) 总传热速率方程
错流、折流时平均温差
(3) 壁温计算忽略污垢热阻,稳态传热时:
结论:壁温接近表面传热系数大的一侧流体温度。
圆管中:
平壁:
(3) 传热效率和传热单元数NTU
传热单元数物理意义:单位传热推动力引起的温度变化;
表明了换热器传热能力的强弱。
②传热单元数NTU (The Number of Transfer Units )
换热器的传热强化途径
强化方法:提高K、A或Δtm
目的:传热面积↓,使设备费用降低。
(1)提高K值
①降低污垢热阻;
②提高表面传热系数
* 若hi<<h0,提高h小(hi)的一侧;
* 两侧h相近,应同时提高两侧流体的h 。
提高表面传热系数h的方法
◆无相变传热
a)提高管内流速
代价:流动阻力↑,动力消耗↑,操作费用↑。
经济优化:选择适宜流速,使总费用最低。
优点:总传热系数↑,传热面积↓,设备投资费↓
流速↑
非工艺物流:流量↑
工艺物流:流通截面积↓
壳程:折流挡板数目↑
管程:单管程→双(多)管程
b)制造人工粗造表面
促进边界层分离,减薄层流底层,强化传热。
c)加设扰流元件
管内装入麻花铁、螺旋圈或金属丝片;
增强湍动,破坏层流底层。