陶文銓傳熱學(xué)B課件

第九章主要復(fù)習(xí)內(nèi)容1、角系數(shù)的定義及性質(zhì)※相對性※可加性※完整性第九章主要復(fù)習(xí)內(nèi)容1、角系數(shù)的定義及性質(zhì)※相對性※可加性※完12、角系數(shù)的代數(shù)分析法由三個(gè)非凹表面組成的閉合系統(tǒng)角系數(shù)：兩個(gè)相對的非凹表面角系數(shù)：2、角系數(shù)的代數(shù)分析法由三個(gè)非凹表面組成的閉合系統(tǒng)角系數(shù)：兩24、兩黑體表面封閉系統(tǒng)的輻射傳熱3、有效輻射與投入輻射的定義5、兩個(gè)漫灰表面組成的封閉腔的輻射傳熱4、兩黑體表面封閉系統(tǒng)的輻射傳熱3、有效輻射與投入輻射的定義36、簡化形式簡化形式1

：平面或凸表面簡化形式2

：兩個(gè)平行平板簡化形式3：大空間小物體6、簡化形式簡化形式1：平面或凸表面簡化形式2：兩個(gè)平行4第十章傳熱過程分析與換熱器的熱計(jì)算第十章傳熱過程分析與換熱器的熱計(jì)算5§10.1傳熱過程的分析和計(jì)算1、通過平壁的傳熱過程計(jì)算§10.1傳熱過程的分析和計(jì)算1、通過平壁的傳熱過程計(jì)算62、通過圓筒壁的傳熱過程計(jì)算2、通過圓筒壁的傳熱過程計(jì)算7以Ao為基準(zhǔn)面以Ao為基準(zhǔn)面8加保溫層3、臨界熱絕緣直徑加保溫層3、臨界熱絕緣直徑9§10.2換熱器的類型1、換熱器分類換熱器定義：分類：間壁式：換熱器內(nèi)冷、熱流體由壁面隔開。混合式：換熱器內(nèi)冷、熱流體直接接觸、互相混合來實(shí)現(xiàn)熱量交換。

蓄熱式：冷、熱兩種流體依次交替地流過換熱器的同一換熱面（蓄熱體）實(shí)現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)的熱量交換。

用來使熱量從熱流體傳到冷流體，以滿足規(guī)定的工藝要求的裝置?！?0.2換熱器的類型1、換熱器分類換熱器定義：分類：間10

由內(nèi)外管套在一起構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單、牢固可靠、可串并聯(lián)使用，傳熱面積有限，傳熱量小。2、間壁式換熱器的主要形式套管式換熱器由內(nèi)外管套在一起構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單、牢固可靠、可串并聯(lián)使11管殼式換熱器

由管子和外殼構(gòu)成。

管殼式換熱器結(jié)構(gòu)牢固可靠、耐高溫高壓。管殼式換熱器由管子和外殼構(gòu)成。管殼式換熱器結(jié)構(gòu)牢固12陶文銓傳熱學(xué)B第10章課件13肋片管式換熱器

由帶肋片的管束構(gòu)成的換熱裝置。

肋片管式換熱器適用于管內(nèi)液體和管外氣體之間的換熱，且兩側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)相差較大的場合。

肋片管式換熱器由帶肋片的管束構(gòu)成的換熱裝置。14板翅式換熱器

由金屬板和波紋板形翅片層疊、交錯(cuò)焊接而成。

板翅式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱系數(shù)高。

板翅式換熱器由金屬板和波紋板形翅片層疊、交錯(cuò)焊接而成15板式換熱器

由若干片壓制成型的波紋狀金屬板疊加而成。板式換熱器傳熱系數(shù)高、阻力相對較小、結(jié)構(gòu)緊湊。

123456板式換熱器由若干片壓制成型的波紋狀金屬板疊加而成。板16陶文銓傳熱學(xué)B第10章課件17螺旋板式換熱器

由兩塊金屬板卷制而成。

螺旋板式換熱器傳熱性能較好、制造工藝簡單，但承壓、密封性能較差。

螺旋板式換熱器由兩塊金屬板卷制而成。螺旋板18陶文銓傳熱學(xué)B第10章課件19§10.3換熱器傳熱過程平均溫差的計(jì)算

1、簡單順、逆流換熱器平均溫差的計(jì)算順流換熱器注：熱流體角標(biāo)1冷流體角標(biāo)2入口參數(shù)′出口參數(shù)〞§10.3換熱器傳熱過程平均溫差的計(jì)算1、簡單順、逆流20熱平衡方程：傳熱方程：三個(gè)基本方程：微分方程無散熱損失時(shí)熱平衡方程：傳熱方程：三個(gè)基本方程：微分方程無散熱損失時(shí)21假設(shè)：適用于簡單逆流、順流對數(shù)平均溫差假設(shè)：適用于簡單逆流、順流對數(shù)平均溫差22陶文銓傳熱學(xué)B第10章課件23陶文銓傳熱學(xué)B第10章課件242、其它復(fù)雜布置時(shí)平均溫差的計(jì)算實(shí)際溫升理論溫升溫差修正系數(shù)2、其它復(fù)雜布置時(shí)平均溫差的計(jì)算實(shí)際溫升理論溫升溫差修正系數(shù)25殼側(cè)1程，管側(cè)2，4，6，

程時(shí)的溫差修正系數(shù)

殼側(cè)1程，管側(cè)2，4，6，程時(shí)的溫差修正系數(shù)26殼側(cè)2程，管側(cè)4，8，12，

程時(shí)的溫差修正系數(shù)

殼側(cè)2程，管側(cè)4，8，12，程時(shí)的溫差修正系數(shù)27交叉流，兩側(cè)流體都不混合時(shí)的溫差修正系數(shù)

交叉流，兩側(cè)流體都不混合時(shí)的溫差修正系數(shù)28交叉流，一側(cè)混合、一側(cè)不混合時(shí)的溫差修正系數(shù)

交叉流，一側(cè)混合、一側(cè)不混合時(shí)的溫差修正系數(shù)29§10.4間壁式換熱器的熱設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)類型與設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)類型設(shè)計(jì)計(jì)算：校核計(jì)算：根據(jù)給定設(shè)計(jì)工況，設(shè)計(jì)新?lián)Q熱器，確定換熱面積對已有換熱器，確定其非設(shè)計(jì)工況下的換熱能力設(shè)計(jì)方法平均溫差法傳熱單元數(shù)法§10.4間壁式換熱器的熱設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)類型與設(shè)計(jì)方法設(shè)302、換熱器設(shè)計(jì)的平均溫差法（1）初步布置換熱面，并計(jì)算出相應(yīng)的傳熱系數(shù)k。（2）根據(jù)給定條件，求待定溫度。（3）計(jì)算平均溫差，查找溫度修正系數(shù)。（4）由傳熱方程求出面積A，并核算兩側(cè)流動阻力。（5）流阻過大，則改變設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)計(jì)算步驟：設(shè)計(jì)計(jì)算已知條件：通常給定qm1c1、qm2c2以及4個(gè)溫度中的3個(gè)，求k、A。2、換熱器設(shè)計(jì)的平均溫差法（1）初步布置換熱面，并計(jì)算出相應(yīng)31（1）先假設(shè)一個(gè)流體的出口溫度，按熱平衡求另一出口溫度。（2）根據(jù)4個(gè)溫度計(jì)算平均溫差△tm。（3）根據(jù)結(jié)構(gòu)，算出相應(yīng)工作條件下的傳熱系數(shù)k。（4）已知kA和△tm

，用傳熱方程求假設(shè)傳熱量Фht。（5）根據(jù)4個(gè)溫度，用熱平衡式求假設(shè)傳熱量Фhb。（6）比較Фht

與Фhb，二者不符，則重新假設(shè)一個(gè)出口溫度，重復(fù)1-6的步驟，直到二者接近程度滿足計(jì)算精度。校核計(jì)算步驟：校核計(jì)算已知條件：通常給定qm1c1、qm2c2、t1′、t2′、

A，利用三個(gè)基本方程解其余未知量。（1）先假設(shè)一個(gè)流體的出口溫度，按熱平衡求另一出口溫度。校核32例1：設(shè)計(jì)計(jì)算已知：求：（1）若為此換熱器為逆流換熱，A=?（2）若此換熱器為<1-2>型管殼式換熱器，A=?例1：設(shè)計(jì)計(jì)算已知：求：（1）若為此換熱器為逆流換熱，A=33解：（1）根據(jù)熱平衡方程逆流根據(jù)傳熱方程A=0.78m2Ф=70kW（2）<1-2>型管殼式換熱器需求溫差修正系數(shù)ψ查得ψ=0.94根據(jù)傳熱方程A=0.83m2解：（1）根據(jù)熱平衡方程逆流根據(jù)傳熱方程A=0.78m2Ф=34例2：校核計(jì)算求：已知：逆流換熱器例2：校核計(jì)算求：已知：逆流換熱器35第九章主要復(fù)習(xí)內(nèi)容1、角系數(shù)的定義及性質(zhì)※相對性※可加性※完整性第九章主要復(fù)習(xí)內(nèi)容1、角系數(shù)的定義及性質(zhì)※相對性※可加性※完362、角系數(shù)的代數(shù)分析法由三個(gè)非凹表面組成的閉合系統(tǒng)角系數(shù)：兩個(gè)相對的非凹表面角系數(shù)：2、角系數(shù)的代數(shù)分析法由三個(gè)非凹表面組成的閉合系統(tǒng)角系數(shù)：兩374、兩黑體表面封閉系統(tǒng)的輻射傳熱3、有效輻射與投入輻射的定義5、兩個(gè)漫灰表面組成的封閉腔的輻射傳熱4、兩黑體表面封閉系統(tǒng)的輻射傳熱3、有效輻射與投入輻射的定義386、簡化形式簡化形式1

：平面或凸表面簡化形式2

：兩個(gè)平行平板簡化形式3：大空間小物體6、簡化形式簡化形式1：平面或凸表面簡化形式2：兩個(gè)平行39第十章傳熱過程分析與換熱器的熱計(jì)算第十章傳熱過程分析與換熱器的熱計(jì)算40§10.1傳熱過程的分析和計(jì)算1、通過平壁的傳熱過程計(jì)算§10.1傳熱過程的分析和計(jì)算1、通過平壁的傳熱過程計(jì)算412、通過圓筒壁的傳熱過程計(jì)算2、通過圓筒壁的傳熱過程計(jì)算42以Ao為基準(zhǔn)面以Ao為基準(zhǔn)面43加保溫層3、臨界熱絕緣直徑加保溫層3、臨界熱絕緣直徑44§10.2換熱器的類型1、換熱器分類換熱器定義：分類：間壁式：換熱器內(nèi)冷、熱流體由壁面隔開?；旌鲜剑簱Q熱器內(nèi)冷、熱流體直接接觸、互相混合來實(shí)現(xiàn)熱量交換。

蓄熱式：冷、熱兩種流體依次交替地流過換熱器的同一換熱面（蓄熱體）實(shí)現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)的熱量交換。

用來使熱量從熱流體傳到冷流體，以滿足規(guī)定的工藝要求的裝置?！?0.2換熱器的類型1、換熱器分類換熱器定義：分類：間45

由內(nèi)外管套在一起構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單、牢固可靠、可串并聯(lián)使用，傳熱面積有限，傳熱量小。2、間壁式換熱器的主要形式套管式換熱器由內(nèi)外管套在一起構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單、牢固可靠、可串并聯(lián)使46管殼式換熱器

由管子和外殼構(gòu)成。

管殼式換熱器結(jié)構(gòu)牢固可靠、耐高溫高壓。管殼式換熱器由管子和外殼構(gòu)成。管殼式換熱器結(jié)構(gòu)牢固47陶文銓傳熱學(xué)B第10章課件48肋片管式換熱器

由帶肋片的管束構(gòu)成的換熱裝置。

肋片管式換熱器適用于管內(nèi)液體和管外氣體之間的換熱，且兩側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)相差較大的場合。

肋片管式換熱器由帶肋片的管束構(gòu)成的換熱裝置。49板翅式換熱器

由金屬板和波紋板形翅片層疊、交錯(cuò)焊接而成。

板翅式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱系數(shù)高。

板翅式換熱器由金屬板和波紋板形翅片層疊、交錯(cuò)焊接而成50板式換熱器

由若干片壓制成型的波紋狀金屬板疊加而成。板式換熱器傳熱系數(shù)高、阻力相對較小、結(jié)構(gòu)緊湊。

123456板式換熱器由若干片壓制成型的波紋狀金屬板疊加而成。板51陶文銓傳熱學(xué)B第10章課件52螺旋板式換熱器

由兩塊金屬板卷制而成。

螺旋板式換熱器傳熱性能較好、制造工藝簡單，但承壓、密封性能較差。

螺旋板式換熱器由兩塊金屬板卷制而成。螺旋板53陶文銓傳熱學(xué)B第10章課件54§10.3換熱器傳熱過程平均溫差的計(jì)算

1、簡單順、逆流換熱器平均溫差的計(jì)算順流換熱器注：熱流體角標(biāo)1冷流體角標(biāo)2入口參數(shù)′出口參數(shù)〞§10.3換熱器傳熱過程平均溫差的計(jì)算1、簡單順、逆流55熱平衡方程：傳熱方程：三個(gè)基本方程：微分方程無散熱損失時(shí)熱平衡方程：傳熱方程：三個(gè)基本方程：微分方程無散熱損失時(shí)56假設(shè)：適用于簡單逆流、順流對數(shù)平均溫差假設(shè)：適用于簡單逆流、順流對數(shù)平均溫差57陶文銓傳熱學(xué)B第10章課件58陶文銓傳熱學(xué)B第10章課件592、其它復(fù)雜布置時(shí)平均溫差的計(jì)算實(shí)際溫升理論溫升溫差修正系數(shù)2、其它復(fù)雜布置時(shí)平均溫差的計(jì)算實(shí)際溫升理論溫升溫差修正系數(shù)60殼側(cè)1程，管側(cè)2，4，6，

程時(shí)的溫差修正系數(shù)

殼側(cè)1程，管側(cè)2，4，6，程時(shí)的溫差修正系數(shù)61殼側(cè)2程，管側(cè)4，8，12，

程時(shí)的溫差修正系數(shù)

殼側(cè)2程，管側(cè)4，8，12，程時(shí)的溫差修正系數(shù)62交叉流，兩側(cè)流體都不混合時(shí)的溫差修正系數(shù)

交叉流，兩側(cè)流體都不混合時(shí)的溫差修正系數(shù)63交叉流，一側(cè)混合、一側(cè)不混合時(shí)的溫差修正系數(shù)

交叉流，一側(cè)混合、一側(cè)不混合時(shí)的溫差修正系數(shù)64§10.4間壁式換熱器的熱設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)類型與設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)類型設(shè)計(jì)計(jì)算：校核計(jì)算：根據(jù)給定設(shè)計(jì)工況，設(shè)計(jì)新?lián)Q熱器，確定換熱面積對已有換熱器，確定其非設(shè)計(jì)工況下的換熱能力設(shè)計(jì)方法平均溫差法傳熱單元數(shù)法§10.4間壁式換熱器的熱設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)類型與設(shè)計(jì)方法設(shè)652、換熱器設(shè)計(jì)的平均溫差法（1）初步布置換熱面，并計(jì)算出相應(yīng)的傳熱系數(shù)k。（2）根據(jù)給定條件，求待定溫度。（3）計(jì)算平均溫差，查找溫度修正系數(shù)。（4）由傳熱方程求出面積A，并核算兩側(cè)流動阻力。（5）流阻過大，則改變設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)計(jì)算步驟：設(shè)計(jì)計(jì)算已知條件：通常給定qm1c1、qm2c2以及4個(gè)溫度中的3個(gè)，求k、A。2、換熱器設(shè)計(jì)的平均溫差法（1）初步布置換熱面，并計(jì)算出相應(yīng)66（1）先假設(shè)一個(gè)流體的出口溫度，按熱平衡求另一出口溫度。（