第10章 傳熱過程分析與換熱器熱計算備份

1、2022-1-1557-1(1)分析實際傳熱問題的能力分析實際傳熱問題的能力(2)綜合應(yīng)用三種基本傳熱方式及其相關(guān)公式的能力綜合應(yīng)用三種基本傳熱方式及其相關(guān)公式的能力(3)了解換熱器的基本知識和設(shè)計過程了解換熱器的基本知識和設(shè)計過程2022-1-1557-22022-1-1557-3)(21ffttkA式中：式中：k是傳熱系數(shù)是傳熱系數(shù)(總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù))。對于不同的傳熱。對于不同的傳熱 過過 程，程，k的計算公式也不同。的計算公式也不同。2022-1-1557-41. 通過平壁的傳熱過程計算通過平壁的傳熱過程計算21111hhk說明說明： (1) h1和和h2的計算；（的計算；（2）如果

2、計及輻射時對）如果計及輻射時對流換熱系數(shù)應(yīng)該采用等效換熱系數(shù)流換熱系數(shù)應(yīng)該采用等效換熱系數(shù)(總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù))rcthhh單相對流：單相對流：214241)(TTTThr343434rcthhh膜態(tài)沸騰：膜態(tài)沸騰：2022-1-1557-5hihoiowowiddlttln2內(nèi)部對流：內(nèi)部對流：ldhttiiwifi圓柱面導(dǎo)熱：圓柱面導(dǎo)熱：ldhttoofowo外部對流：外部對流：)(1)ln(211)(fofiooooioiifofittldkdhdddhttloiooiioohddddhdk1)ln(21其中：其中：計算采用面積：計算采用面積：Ao2022-1-1557-6肋壁

3、面積：肋壁面積：21AAAo穩(wěn)態(tài)下?lián)Q熱情況：穩(wěn)態(tài)下?lián)Q熱情況：)(wifiiittAh)(wowiittA)()()(21fowoooofowofofowoottAhttAhttAhofoAAA)(21肋面總效率肋面總效率A1A2Aiwotwitfitihfotoh2022-1-1557-7oooiiffioooiiiffAhAhttAAhAAhtt1)(112121ioAAooihhk1111o定義肋化系數(shù)定義肋化系數(shù): :則傳熱系數(shù)為則傳熱系數(shù)為: :所以，只要所以，只要就可以起到強化換熱的效果。就可以起到強化換熱的效果。計算采用面積：計算采用面積：Ai2022-1-1557-8212111

4、)(hhttAffooioiifofidhdddhttl1)ln(211)(ooiffihhttA11)(212122111)ln(21)ln(211)(ooooioiifofidhdddddhttl圓管外敷保溫層后：圓管外敷保溫層后：可見，保溫層使得導(dǎo)熱熱阻增加，換熱削弱；另一方可見，保溫層使得導(dǎo)熱熱阻增加，換熱削弱；另一方面，降低了對流換熱熱阻，使得換熱贈強，那么，綜面，降低了對流換熱熱阻，使得換熱贈強，那么，綜合效果到底是增強還是削弱呢？合效果到底是增強還是削弱呢？2022-1-1557-92122111)ln(21)ln(211)(ooooioiifofidhdddddhttl0dd2

5、odcroodhd222可見，確實是有一個極值存在。可見，確實是有一個極值存在。do2在在do1 dcr之間，之間， 是增加的，當是增加的，當do2大于大于dcr時，時， 降低。降低?；蛘呋蛘?22oohdBi22222122112211)ln(21)ln(211)(oooooooioiifofiodhddhdddddhttldddP463例題例題2022-1-1557-102022-1-1557-11用來使熱量從熱流體傳遞到冷流體，用來使熱量從熱流體傳遞到冷流體，以滿足規(guī)定的工藝要求的裝置以滿足規(guī)定的工藝要求的裝置螺旋板式板式交叉流換熱器管殼式殼管式套管式)(蓄熱式混合式間壁式板翅式管翅式管

6、束式三種類型換熱器簡介三種類型換熱器簡介2022-1-1557-12（1）套管式換熱器：）套管式換熱器：最簡單的一種間壁式換熱器，最簡單的一種間壁式換熱器，流體有順流和逆流兩種，適用于傳熱量不大或流流體有順流和逆流兩種，適用于傳熱量不大或流 體流量不大的情形。體流量不大的情形。Cold fluidHot fluidCold fluidHot fluid順流順流逆流逆流xTThTcT1T2xTTh (Hot)Tc (cold)T1T22022-1-1557-13(2) 管殼式換熱器：管殼式換熱器：最主要的一種間壁式換熱器，傳最主要的一種間壁式換熱器，傳熱面由管束組成，管子兩端固定在管板上，管束與

7、熱面由管束組成，管子兩端固定在管板上，管束與管板再封裝在外殼內(nèi)。兩種流體分管板再封裝在外殼內(nèi)。兩種流體分管程管程和和殼程。殼程。outBT,side) (shell ,inBTside) (tube ,inAToutAT,2022-1-1557-14side) (tube ,inAToutAT,side) (shell ,inBToutBT,增加管程增加管程2022-1-1557-15進一步增加管程和殼程進一步增加管程和殼程side) (shell ,inBToutBT,side) (tube,inAToutAT,2-4型型3-6型型2022-1-1557-16(3) 交叉流換熱器：交叉流換熱

8、器：間壁式換熱器的又一種主要形式。間壁式換熱器的又一種主要形式。其主要特點是冷熱流體呈交叉狀流動。交叉流換熱器其主要特點是冷熱流體呈交叉狀流動。交叉流換熱器又分管束式、管翅式、管帶式和板翅式四種。又分管束式、管翅式、管帶式和板翅式四種。(d) 板翅式交叉流換熱器板翅式交叉流換熱器（C C）管帶式）管帶式（C C）管帶式）管帶式2022-1-1557-17(4) 板式換熱器：板式換熱器：由一組幾何結(jié)構(gòu)相同的平行薄平板由一組幾何結(jié)構(gòu)相同的平行薄平板疊加所組成，冷熱流體間隔地在每個通道中流動，疊加所組成，冷熱流體間隔地在每個通道中流動，其特點是拆卸清洗方便，故適用于含有易結(jié)垢物的其特點是拆卸清洗方便

9、，故適用于含有易結(jié)垢物的流體。流體。2022-1-1557-18(5) 螺旋板式換熱器螺旋板式換熱器：換熱表面由兩塊金屬板卷制而換熱表面由兩塊金屬板卷制而成，優(yōu)點：換熱效果好；缺點：密封比較困難。成，優(yōu)點：換熱效果好；缺點：密封比較困難。2022-1-1557-192022-1-1557-20傳熱方程的一般形式：傳熱方程的一般形式：mtkA 這個方程對于傳熱過程是通這個方程對于傳熱過程是通用的，但是當溫差用的，但是當溫差 沿整個沿整個壁面不是常數(shù)時，比如等壁溫壁面不是常數(shù)時，比如等壁溫條件下的管內(nèi)對流換熱，以及條件下的管內(nèi)對流換熱，以及遇到的換熱器等，需要用到遇到的換熱器等，需要用到平平均溫差

10、。均溫差。mtdthdtcthtchtctht ct 2022-1-1557-21假設(shè)假設(shè)：（1）冷熱流體的質(zhì)量流量）冷熱流體的質(zhì)量流量qm2、qm1以及比熱容以及比熱容c2, c1 是常數(shù)；是常數(shù)；（2）傳熱系數(shù)）傳熱系數(shù)k沿流動方向是常數(shù)；沿流動方向是常數(shù)；（3）換熱器無散熱損失；）換熱器無散熱損失；（4）換熱面沿流動方向的導(dǎo)熱量可以忽略不計。）換熱面沿流動方向的導(dǎo)熱量可以忽略不計。要想計算沿整個換熱面的平均溫差，首先需要知道要想計算沿整個換熱面的平均溫差，首先需要知道當?shù)販夭铍S換熱面積的變化，即當?shù)販夭铍S換熱面積的變化，即 ，然后，然后再沿整個換熱面積進行平均：再沿整個換熱面積進行平均：

11、)(xxAft dAt1xx0AmAt2022-1-1557-22在前面假設(shè)的基礎(chǔ)上，并已知冷熱流體的進出口溫度，在前面假設(shè)的基礎(chǔ)上，并已知冷熱流體的進出口溫度，分析圖中微元換熱面分析圖中微元換熱面dA一段的傳熱。溫差為：一段的傳熱。溫差為： ddtAk2121dddtttttt在微元面在微元面dA內(nèi)，兩種流體的換熱內(nèi)，兩種流體的換熱量為量為:d1ddd111111cqttcqmmd1ddd222222cqttcqmm對于熱流體對于熱流體:dt1dt2t1t21t2t1t 2t 對于冷流體對于冷流體:2022-1-1557-23dd11ddd221121cqcqtttmm ddtAktdAdd

12、ktdAtdktxxAttkt0dAtdxxkAttln沿整個換熱面的平均溫差為：沿整個換熱面的平均溫差為：)exp(txxkAtx0 xx0)dAexp(t1 dAt1xAAmkAAAt221111cqcqmm2022-1-1557-241-)exp(t)dAexp(t1x0kAkAkAAtxAmxxkAttlnkAt tlnAAx)exp(tkAt tttttttm tlnttlnt1-ttlnt對數(shù)平對數(shù)平均溫差均溫差2022-1-1557-25 ddtAk21ttt111ddtcqm222ddtcqm21dddtttd1d222cqtmd1d111cqtm2022-1-1557-26d

13、d11d2211cqcqtmm其他過程和公式與順流是完全一樣，最終仍然可以其他過程和公式與順流是完全一樣，最終仍然可以得到：得到：tttm tlnt,逆流21dddtttd1d222cqtmd1d111cqtm2022-1-1557-27順流和逆流的區(qū)別在于：順流和逆流的區(qū)別在于：2121;tttttt 2121;tttttt 順流：順流：逆流：逆流：順流順流逆流逆流xTThTcT1T2xTTh (Hot)Tc (cold)T1T22022-1-1557-28minmaxminmaxtlnttttm可將對數(shù)平均溫差寫成如下可將對數(shù)平均溫差寫成如下統(tǒng)一形式統(tǒng)一形式(順、逆流都適用順、逆流都適用)

14、:二者中之大者和為ttt max二者中之小者和為ttt min平均溫差更為簡單的形式是算術(shù)平均溫差，即平均溫差更為簡單的形式是算術(shù)平均溫差，即2minmax,tttm算術(shù)算術(shù)平均溫差相當于溫度呈直線變化的情況，總是算術(shù)平均溫差相當于溫度呈直線變化的情況，總是大于相同進出口溫度下的對數(shù)平均溫差，大于相同進出口溫度下的對數(shù)平均溫差，當當 時，兩者的差別小于時，兩者的差別小于4；當當 時，兩者的差別小于時，兩者的差別小于2.3。7 . 1minmaxtt2minmaxtt2022-1-1557-292 其他復(fù)雜布置時換熱器平均溫差的計算其他復(fù)雜布置時換熱器平均溫差的計算以上所討論的對數(shù)平均溫差只是針

15、對純順流和純逆以上所討論的對數(shù)平均溫差只是針對純順流和純逆流情況，實際換熱器一般都是處于順流和逆流之間，流情況，實際換熱器一般都是處于順流和逆流之間，或者有時是逆流，有時又是順流。對于這種復(fù)雜情或者有時是逆流，有時又是順流。對于這種復(fù)雜情況，數(shù)學(xué)推導(dǎo)將非常復(fù)雜。況，數(shù)學(xué)推導(dǎo)將非常復(fù)雜。ctfmmtt)(（tm）ctf 是給定的冷熱流體的進出口溫度布置是給定的冷熱流體的進出口溫度布置成逆流時的對數(shù)平均溫差，成逆流時的對數(shù)平均溫差， 是小于是小于1的修正系數(shù)。的修正系數(shù)。P479-10圖圖10-23 26。逆流的平均溫差最大，因此，可對純逆流的對數(shù)平逆流的平均溫差最大，因此，可對純逆流的對數(shù)平均溫

16、差進行修正以獲得其他情況下的平均溫差：均溫差進行修正以獲得其他情況下的平均溫差：2022-1-1557-30（1） 取決于無量綱參數(shù)取決于無量綱參數(shù) P和和 R2211ttttR 式中：下標式中：下標1、2分別表示兩種流體，上角標分別表示兩種流體，上角標 表示進表示進口，口， 表示出口，圖表中均以表示出口，圖表中均以P為橫坐標，為橫坐標，R為參量。為參量。（3）R的物理意義的物理意義：兩種流體的熱容量之比：兩種流體的熱容量之比11222211cqcqttttRmm （2）P的物理意義的物理意義：流體：流體2的實際溫升與理論上所能的實際溫升與理論上所能達到的最大溫升之比，所以只能小于達到的最大溫

17、升之比，所以只能小于1（4） 對于管殼式換熱器，查圖需注意流動的對于管殼式換熱器，查圖需注意流動的“程程”數(shù)數(shù)關(guān)于關(guān)于 的注意事項的注意事項2122ttttP 2022-1-1557-313 不同流動布置形式的比較不同流動布置形式的比較1) 順流時順流時t”20.80.9作業(yè)：作業(yè)：3, 93, 92022-1-1557-34 10-4 間壁式換熱器的熱計算間壁式換熱器的熱計算2022-1-1557-35換熱器熱計算分兩種情況：換熱器熱計算分兩種情況：設(shè)計計算設(shè)計計算和和校核計算校核計算mtkA)(1111ttcqm (1)設(shè)計計算：設(shè)計計算：設(shè)計一個新的換熱器，以確定所需的換設(shè)計一個新的換熱

18、器，以確定所需的換熱面積熱面積（2）校核計算：）校核計算：對已有或已選定了換熱面積的換熱器，對已有或已選定了換熱面積的換熱器，在非設(shè)計工況條件下，核算它能否勝任規(guī)定的新任務(wù)。在非設(shè)計工況條件下，核算它能否勝任規(guī)定的新任務(wù)。傳熱方程式傳熱方程式:熱平衡式熱平衡式:)(2222ttcqm 2022-1-1557-36中的三個，以及22112211,ttttcqcqAkmm 需給定其中的需給定其中的5個變量，才可計算另外三個變量。個變量，才可計算另外三個變量。對于對于設(shè)計計算設(shè)計計算而言，給定的是而言，給定的是 ，以及進出，以及進出口溫度中的三個，最終求口溫度中的三個，最終求對于對于校核計算校核計算

19、而言，給定的一般是而言，給定的一般是 ，以，以及及2個進口溫度，待求的是個進口溫度，待求的是2211,cqcqmmAk,2211,cqcqAmm21tt ，三個方程中共有三個方程中共有8個未知數(shù)，即個未知數(shù)，即:mtkA)(1111ttcqm )(2222ttcqm 2022-1-1557-37平均溫差法平均溫差法; 效能效能-傳熱單元數(shù)傳熱單元數(shù)( -NTU)法法就是直接應(yīng)用傳熱方程和熱平衡方程進行熱就是直接應(yīng)用傳熱方程和熱平衡方程進行熱計算，其具體步驟如下計算，其具體步驟如下:換熱器的熱計算有兩種方法：換熱器的熱計算有兩種方法：1）初步布置換熱面，并計算出相應(yīng)的總傳熱系數(shù)）初步布置換熱面，

20、并計算出相應(yīng)的總傳熱系數(shù)k；2）根據(jù)給定條件，由熱平衡式求出進、出口溫度中的）根據(jù)給定條件，由熱平衡式求出進、出口溫度中的那個待定的溫度；那個待定的溫度；3）由冷熱流體的）由冷熱流體的4個進出口溫度確定平均溫差；個進出口溫度確定平均溫差；4）由傳熱方程式計算所需的換熱面積）由傳熱方程式計算所需的換熱面積A，并核算換熱面流，并核算換熱面流體的流動阻力；體的流動阻力；5)如果流動阻力過大，則需要改變方案重新設(shè)計。如果流動阻力過大，則需要改變方案重新設(shè)計。（已知（已知qm1,c1,qm2,c2，及進出口溫度中的三個，求，及進出口溫度中的三個，求k, A ）2022-1-1557-38（已知（已知A,

21、 qm1, c1, qm2, c2，兩個進口溫度，求，兩個進口溫度，求t”1, t”2 ）1)先假設(shè)一個流體的出口溫度，按熱平衡式計算另一個先假設(shè)一個流體的出口溫度，按熱平衡式計算另一個出口溫度出口溫度;2)根據(jù)根據(jù)4個進出口溫度求得平均溫差個進出口溫度求得平均溫差tm;3)根據(jù)換熱器結(jié)構(gòu)，算出相應(yīng)工作條件下的總傳熱系數(shù)根據(jù)換熱器結(jié)構(gòu)，算出相應(yīng)工作條件下的總傳熱系數(shù)k;4)已知已知k，A和和tm，按傳熱方程式計算在假設(shè)出口溫度，按傳熱方程式計算在假設(shè)出口溫度下的下的；5)根據(jù)根據(jù)4個進出口溫度，用熱平衡式計算另一個個進出口溫度，用熱平衡式計算另一個，這個，這個值和上面的值和上面的，都是在假設(shè)出

22、口溫度下得到的，因此，都是在假設(shè)出口溫度下得到的，因此，都不是真實的換熱量；都不是真實的換熱量；6）比較兩個）比較兩個 值，滿足精度要求，則結(jié)束，否則，重新值，滿足精度要求，則結(jié)束，否則，重新假定出口溫度，重復(fù)假定出口溫度，重復(fù)(1)(6)，直至滿足精度。，直至滿足精度。2022-1-1557-39(1) 換熱器的效能和傳熱單元數(shù)換熱器的效能和傳熱單元數(shù)換熱器效能的定義是基于如下思想：當換熱器無限長，換熱器效能的定義是基于如下思想：當換熱器無限長，對于一個對于一個逆流換熱器逆流換熱器來講，則會發(fā)生如下情況來講，則會發(fā)生如下情況:)(,. 12111max212211ttcqqttcqcqmmm

23、則時，當)(,. 22122max122211ttcqqttcqcqmmm則時，當于是，可以得到于是，可以得到)()()(21min21minmaxttCttcqqm21min22221min111maxttCttCttCttCqq 然而，實際情況的傳熱量然而，實際情況的傳熱量q總是小于可能的最大傳熱總是小于可能的最大傳熱量量qmax，我們，我們將將q/qmax定義為換熱器的效能定義為換熱器的效能，并用，并用 表表示，即示，即2022-1-1557-40對于一個已存在的換熱器，如果已知了效能對于一個已存在的換熱器，如果已知了效能 和冷熱和冷熱流體的進口溫差，則實際傳熱量可很方便地求出流體的進口

24、溫差，則實際傳熱量可很方便地求出chTTCqqminmax那么在未知傳熱量之前，那么在未知傳熱量之前， 又如何計算？和那些又如何計算？和那些因素有關(guān)？以因素有關(guān)？以順流順流換熱器為例，并假設(shè)換熱器為例，并假設(shè)2211cqcqmm1minCC 則有則有211121min111maxttttttCttCqq )(2111tttt 根據(jù)熱平衡式得根據(jù)熱平衡式得)()(222111ttCttC 于是于是)()(11112122ttCttCCttr maxminCCCr2022-1-1557-41)(2111tttt )()(11112122ttCttCCttr )(1 ()()()()()()(212

25、12111212121ttCttCttttCttttttrrr )exp(tkAt )1 (112121rCtttttt rCkA1)exp(12122111111CCcqcqmmrrrCCCkACCCCkA1)1 (exp11)1 (exp112112022-1-1557-42rrCCCkA1)1 (exp1212maxminCCCCCr上面的推導(dǎo)過程得到如下結(jié)果，對于順流：上面的推導(dǎo)過程得到如下結(jié)果，對于順流：rrCCCkA1)1 (exp1121maxminCCCCCr上面兩個公式合并，可得：上面兩個公式合并，可得：rrCCCkA1)1 (exp1minmaxminCCCr2211cqc

26、qmm當當時時時，同樣的推導(dǎo)過程可得：時，同樣的推導(dǎo)過程可得：2211cqcqmm當當2022-1-1557-43換熱器效能公式中的換熱器效能公式中的kA依賴于換熱器的設(shè)計，依賴于換熱器的設(shè)計，Cmin則則依賴于換熱器的運行條件，因此，依賴于換熱器的運行條件，因此， kA / Cmin在一定程在一定程度上表征了換熱器綜合技術(shù)經(jīng)濟性能，習(xí)慣上將這個度上表征了換熱器綜合技術(shù)經(jīng)濟性能，習(xí)慣上將這個比值（無量綱數(shù)）定義為比值（無量綱數(shù)）定義為傳熱單元數(shù)傳熱單元數(shù)NTU，即，即minNTUCkArrCC1)1 (NTUexp1)1 (NTUexp1)1 (NTUexp1rrrCCC因此，因此，與順流類似

27、，逆流時：與順流類似，逆流時：2022-1-1557-44于是效能公式可簡化為于是效能公式可簡化為0maxminCCCr當兩種流體的熱容相等時，即當兩種流體的熱容相等時，即 1maxminCCCr順流：順流：逆流：逆流： 公式可以簡化為公式可以簡化為當冷熱流體之一發(fā)生相變時當冷熱流體之一發(fā)生相變時，相當于，相當于Cmax,即即)NTUexp(11)1 (NTUexp1rrCCNTU1NTU2NTU)2exp(11)1 (NTUexp1rrCC2022-1-1557-45(2) 用效能用效能-傳熱單元數(shù)法計算換熱器的步驟傳熱單元數(shù)法計算換熱器的步驟a 設(shè)計計算設(shè)計計算及進出口溫度中的三個及進出口

28、溫度中的三個，求，求2211,cqcqmmAk,已知已知顯然，利用已知條件可以計算出顯然，利用已知條件可以計算出 ，而待求的，而待求的k，A則包含在則包含在NTU內(nèi)，因此，對于設(shè)計計算是已知內(nèi)，因此，對于設(shè)計計算是已知 ，求求NTU，求解過程與平均溫差法相似，不再重復(fù)，求解過程與平均溫差法相似，不再重復(fù)b 校核計算校核計算2211,cqcqAmm及兩個進口溫度及兩個進口溫度，求，求已知已知21tt ，由于由于k事先不知，所以仍然需要假設(shè)一個出口溫度，具事先不知，所以仍然需要假設(shè)一個出口溫度，具體如下：體如下： 假設(shè)一個出口溫度假設(shè)一個出口溫度t”，利用熱平衡式計算另一個，利用熱平衡式計算另一個

29、t”2022-1-1557-46 利用四個進出口溫度計算定性溫度，確定物性，利用四個進出口溫度計算定性溫度，確定物性，并結(jié)合換熱器結(jié)構(gòu)，計算總傳熱系數(shù)并結(jié)合換熱器結(jié)構(gòu)，計算總傳熱系數(shù)k 利用利用k, A計算計算NTU 利用利用NTU計算計算 分別利用分別利用=kAtm和和 (qmc)min(t1-t2)計算計算 比較兩個比較兩個 ，是否滿足精度，否則重復(fù)以上步驟，是否滿足精度，否則重復(fù)以上步驟從上面步驟可以看出，假設(shè)的出口溫度對傳熱量從上面步驟可以看出，假設(shè)的出口溫度對傳熱量 的的影響不是直接的，而是通過定性溫度，影響總傳熱系影響不是直接的，而是通過定性溫度，影響總傳熱系數(shù)，從而影響數(shù)，從而影

30、響NTU，并最終影響，并最終影響 值。而平均溫差值。而平均溫差法的假設(shè)溫度直接用于計算法的假設(shè)溫度直接用于計算 值，顯然值，顯然 -NTU法對假法對假設(shè)溫度沒有平均溫差法敏感，這是該方法的優(yōu)勢。設(shè)溫度沒有平均溫差法敏感，這是該方法的優(yōu)勢。2022-1-1557-473 換熱器設(shè)計時的綜合考慮換熱器設(shè)計時的綜合考慮 換熱器設(shè)計是綜合性的課題，必須考慮初投資，運換熱器設(shè)計是綜合性的課題，必須考慮初投資，運行費用，安全可靠性等諸多因素。行費用，安全可靠性等諸多因素。4 換熱器的結(jié)垢及污垢熱阻換熱器的結(jié)垢及污垢熱阻 污垢增加了熱阻，使傳熱系數(shù)減小，這種熱阻稱污垢增加了熱阻，使傳熱系數(shù)減小，這種熱阻稱為

31、污垢熱阻，用為污垢熱阻，用Rf表示，表示，011kkRf式中：式中：k為有污垢后的換熱面的傳熱系數(shù)，為有污垢后的換熱面的傳熱系數(shù)，k0為潔凈為潔凈換熱面的傳熱系數(shù)。換熱面的傳熱系數(shù)。2022-1-1557-48對于兩側(cè)均已結(jié)垢的管殼式換熱器，以管子外表面對于兩側(cè)均已結(jié)垢的管殼式換熱器，以管子外表面為計算依據(jù)的傳熱系數(shù)可以表示成：為計算依據(jù)的傳熱系數(shù)可以表示成：1111oowiooiikARRRhhA如果管子外壁沒有肋化，則肋面總效率如果管子外壁沒有肋化，則肋面總效率 o = 1。部分單側(cè)污垢熱阻可以在部分單側(cè)污垢熱阻可以在p492表表10-14中查得。中查得。作業(yè)：作業(yè)：13132022-1-

32、1557-4910-5 傳熱過程的控制（強化和削弱）傳熱過程的控制（強化和削弱）2022-1-1557-50：縮小設(shè)備尺寸、提高熱效率縮小設(shè)備尺寸、提高熱效率、保證設(shè)備安全、保證設(shè)備安全：減少熱量損失、保證設(shè)備安全：減少熱量損失、保證設(shè)備安全本節(jié)主要針對本節(jié)主要針對對流換熱過程的強化和削弱對流換熱過程的強化和削弱1 強化傳熱的原則和手段強化傳熱的原則和手段(1) 強化換熱的原則：強化換熱的原則：哪個環(huán)節(jié)的熱阻大，就對哪個哪個環(huán)節(jié)的熱阻大，就對哪個環(huán)節(jié)采取強化措施。環(huán)節(jié)采取強化措施。4 . 08 . 0PrRe023. 0ffNu 2 . 04 . 08 . 08 . 06 . 04 . 002

33、3. 0duchp以圓管內(nèi)充分發(fā)展湍流換熱為例，其實驗關(guān)聯(lián)式為：以圓管內(nèi)充分發(fā)展湍流換熱為例，其實驗關(guān)聯(lián)式為：2022-1-1557-51(2) 強化手段強化手段:a a. .無源技術(shù)無源技術(shù)( (被動技術(shù)被動技術(shù)););b b 有源技術(shù)有源技術(shù)( (主動式技術(shù)主動式技術(shù)) )：除了輸送介質(zhì)功率消耗外，無需附加動力：除了輸送介質(zhì)功率消耗外，無需附加動力主要手段主要手段：表面涂層；表面涂層；粗糙表面；粗糙表面；擴展表面擴展表面(圖圖10-3839)；螺紋管螺紋管(圖圖10-40) ；擾流元件擾流元件(圖圖10-41) ；添加物；添加物；射流沖擊換熱射流沖擊換熱：需要外加的動力：需要外加的動力主要

34、手段主要手段有：有：對換熱介質(zhì)做機械攪拌；對換熱介質(zhì)做機械攪拌；使換熱表使換熱表面振動；面振動；使換熱流體振蕩流動；使換熱流體振蕩流動；將電磁場作用于將電磁場作用于流體以促使換熱表面附近流體的混合；流體以促使換熱表面附近流體的混合；將異種或同將異種或同種流體噴入換熱介質(zhì)或?qū)⒘黧w從換熱表面抽吸走。種流體噴入換熱介質(zhì)或?qū)⒘黧w從換熱表面抽吸走。2022-1-1557-52 對換熱器而言，隨著強化措施的完善，污垢熱阻有對換熱器而言，隨著強化措施的完善，污垢熱阻有時會成為傳熱過程的主要熱阻，因此，需要給換熱器的時會成為傳熱過程的主要熱阻，因此，需要給換熱器的設(shè)計提供合理的污垢熱阻的數(shù)據(jù)，這就需要實驗測定，設(shè)計提供合理的污垢熱阻的數(shù)據(jù)，這就需要實驗測定，可是實驗測出來的是總傳熱系數(shù)，那么如何將總的傳熱可是實驗測出來的是總傳熱系數(shù)，那么如何將總的傳熱系數(shù)分成各個環(huán)節(jié)的熱阻呢？系數(shù)分成各個環(huán)節(jié)的熱阻呢？以管殼式換熱器為例。總傳熱系數(shù)