換熱器傳熱基礎(chǔ)知識(shí)大全第1頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、傳熱基本方式（傳熱機(jī)理）1．熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）(conduction)：由微觀粒子（分子、原子、離子和電子）的微觀運(yùn)動(dòng)傳遞熱量的過(guò)程。

金屬，自由電子的運(yùn)動(dòng)。固體分子晶體，分子的振動(dòng)。非金屬原子晶體，原子的振動(dòng)。晶格結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，彈性波。離子晶體，離子的振動(dòng)。液體，分子的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)（布朗運(yùn)動(dòng)），介于氣體與非金屬之間。氣體，分子的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)（布朗運(yùn)動(dòng)）。2．熱對(duì)流（對(duì)流）(convection)：由流體質(zhì)點(diǎn)的宏觀運(yùn)動(dòng)傳遞熱量的過(guò)程。由于同時(shí)存在分子不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，所以對(duì)流必然伴隨導(dǎo)熱。自然對(duì)流：宏觀運(yùn)動(dòng)由流體密度差引起，而密度差由溫度差引起。強(qiáng)制對(duì)流：宏觀運(yùn)動(dòng)由外力（泵、風(fēng)機(jī)、位差、壓差等）引起。3．熱輻射（輻射）(radiation)：由電磁波傳遞熱量的過(guò)程。在實(shí)際問(wèn)題中，傳熱方式很少單獨(dú)存在，常常兩種或三種共存

第2頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七、換熱器的類型：間壁式、混合式（圖4-1）、蓄熱式（圖4-2）。八、典型間壁式換熱器：套管式（圖4-4）和列管（殼管）式（圖4-5、4-6）。九、間壁式換熱器中的傳熱方式：對(duì)流

導(dǎo)熱

對(duì)流

十、載熱體：提供或取走熱量的流體。1．加熱劑：提供熱量的載熱體。熱水、飽和蒸汽、礦物油、聯(lián)苯、熔鹽、煙氣（表4-1）?；螂姟?．冷卻劑：取走熱量的載熱體。冷水、空氣、鹽水、液氨（表4-2）?；蚍锇骸⒁旱?。第3頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)熱傳導(dǎo)

一、傅立葉定律：在物體內(nèi)任何一點(diǎn)，沿任一方向的導(dǎo)熱熱流密度（單位時(shí)間內(nèi)垂直通過(guò)單位面積的熱流量）與該方向上的溫度變化率成正比，即式中負(fù)號(hào)表示熱量傳遞的方向指向溫度降低的方向。q——n方向的導(dǎo)熱熱流密度，W/m2；Q——n方向的導(dǎo)熱傳熱速率或熱流量，W，J/s；S——與熱流方向垂直的導(dǎo)熱面積，m2；

——導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m

K)，W/(m

C)；

——n方向的溫度變化率，K/m，

C/m；

二、導(dǎo)熱系數(shù)

：表征物質(zhì)導(dǎo)熱能力的物性參數(shù)。1．固體

式中

0固體在0C的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m

K)，W/(m

C)；溫度系數(shù)，1/

C2．液體

(1)

金屬液體：(2)

非金屬液體（除水、甘油外）：t

,

（略減?。?3)

有機(jī)化合物水溶液的導(dǎo)熱系數(shù)估算式為第4頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月式中——組分i的質(zhì)量分率。(4)

有機(jī)化合物互溶混合液的導(dǎo)熱系數(shù)估算式為

3、氣體很小，對(duì)導(dǎo)熱不利，但有利于保溫和絕熱(1)

(2)

(3)

常壓下氣體混合物的導(dǎo)熱系數(shù)估算式為

式中——組分i的摩爾分率。

——組分i的摩爾質(zhì)量，kg/kmol。4、一般規(guī)律(1)

(2)

(3)

(4)

第5頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、通過(guò)平壁的導(dǎo)熱1．單層平壁如圖所設(shè)，且假定

為常數(shù)，則將一維穩(wěn)態(tài)條件用于傅立葉定律：得所以，t與x成線性關(guān)系?；蜓豿方向定積分，得而由一維穩(wěn)態(tài)條件，知q與x無(wú)關(guān)，（）所以所以而

所以——單層平壁微分導(dǎo)熱公式沿平面定積分，得所以——單層平壁導(dǎo)熱公式第6頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月傳遞過(guò)程有共同規(guī)律：

如歐姆定律將單層平壁公式改寫(xiě)為式中——溫差，K，

C；

——熱阻，K/W。2、多層平壁以三層平壁為例，如圖所設(shè)，且假定

為常數(shù)，及層與層之間接觸良好，沒(méi)有接觸熱阻，則由單層平壁公式，得而由一維穩(wěn)態(tài)條件，得所以相加并整理，得或

第7頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、通過(guò)圓筒壁的導(dǎo)熱1．單層圓筒壁如圖所設(shè)，且假定

為常數(shù)則將一維穩(wěn)態(tài)條件用于傅立葉定律：得

或所以，t與r成非線性關(guān)系或沿r方向定積分，得而由一維穩(wěn)態(tài)條件，知與r無(wú)關(guān)，（，但）所以

所以——單層圓筒壁微分導(dǎo)熱公式第8頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月整理

——單層圓筒壁微分導(dǎo)熱公式式中——對(duì)數(shù)平均微元面積，m2；當(dāng)時(shí)，。沿柱面定積分，得所以——單層圓筒壁導(dǎo)熱公式整理

——單層圓筒壁導(dǎo)熱公式式中——對(duì)數(shù)平均面積，m2；當(dāng)時(shí)，。

——溫差，K，

C；

——熱阻，K/W。第9頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月課堂練習(xí)：設(shè)，試求單層圓筒壁的導(dǎo)熱傳熱速率計(jì)算公式。解：由

得

沿r方向定積分，得所以

得

所以當(dāng)

與t成線性關(guān)系時(shí)，只要將導(dǎo)熱公式中的

用算術(shù)平均溫度下的代替，即可求解變導(dǎo)熱系數(shù)的導(dǎo)熱問(wèn)題。否則，要用積分平均值代替。第10頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、多層圓筒壁與多層平壁同理可得或

第11頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)對(duì)流傳熱

一、傳熱方式和溫度分布1．1、層流導(dǎo)熱非線性層流底層區(qū)導(dǎo)熱近似線性2．2、湍流過(guò)渡流區(qū)導(dǎo)熱與對(duì)流非線性

湍流主體區(qū)對(duì)流為主近似水平線二、牛頓冷卻定律（對(duì)流傳熱系數(shù)的定義）：當(dāng)流體流過(guò)固體壁面時(shí)，通過(guò)流體且與壁面垂直的對(duì)流熱流密度與壁面溫度和流體溫度的差成正比，即或

式中qx——局部對(duì)流熱流密度，W/m2；Q——對(duì)流傳熱速率或熱流量，W；S——與流體接觸的固體傳熱面積，m2；

x——局部對(duì)流傳熱系數(shù)，W/(m2

K)；tw，Tw——分別為冷熱流體側(cè)的局部壁溫，K，

C；t，T——分別為冷熱流體的有限空間內(nèi)局部截面平均溫度或大空間中流體主流溫度，K，

C。

三、對(duì)流傳熱系數(shù)

x

牛頓冷卻定律實(shí)質(zhì)上是對(duì)流傳熱系數(shù)的定義式，對(duì)流傳熱系數(shù)表征對(duì)流傳熱能力的參數(shù)，與流體物性及流動(dòng)狀態(tài)等有關(guān)。對(duì)流傳熱系數(shù)的一般范圍見(jiàn)表4-5。后面將詳細(xì)討論對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算。第12頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、

x的物理意義以管外冷流體湍流流動(dòng)為例，則有效膜很薄。設(shè)有效膜內(nèi)的流體按層流流動(dòng)，則由單層圓筒壁微分導(dǎo)熱公式：得

比較得所以

x的物理意義是導(dǎo)熱系數(shù)與有效膜厚度之比。(若為層流，則，，)第13頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、熱邊界層

1．形成當(dāng)流體流過(guò)與其溫度不同的壁面時(shí)，因其本身受熱或冷卻而使壁面附近流體的溫度發(fā)生變化，從而產(chǎn)生溫度梯度。熱邊界層（溫度邊界層）：壁面附近存在溫度梯度的流體層

t，一般取熱邊界層外緣的過(guò)余溫度。主流區(qū)：邊界層以外的區(qū)域。2．發(fā)展（限于管內(nèi)）與流動(dòng)邊界層類似，熱邊界層的形成也有一個(gè)發(fā)展的過(guò)程，但熱邊界層在充分發(fā)展后因傳熱過(guò)程的繼續(xù)而不能形成穩(wěn)定的熱邊界層，最后會(huì)消失。雖然管道內(nèi)充分發(fā)展后的熱邊界層（溫度分布）不能穩(wěn)定，但局部對(duì)流傳熱系數(shù)

x可以基本穩(wěn)定。因?yàn)閷?duì)流傳熱系數(shù)取決于層流底層的厚度，見(jiàn)

x的物理意義。進(jìn)口段（穩(wěn)定段）：從進(jìn)口處到局部對(duì)流傳熱系數(shù)

x基本穩(wěn)定的這一段距離。

若流動(dòng)邊界層在管中心匯合時(shí)仍為層流，則

從進(jìn)口處開(kāi)始降低到某一極限值后基本上保持恒定。若匯合前已發(fā)展為湍流，則在層流向湍流過(guò)渡時(shí)，

有所回升，然后趨于恒定。當(dāng)湍流十分激烈時(shí)，進(jìn)口段的影響即消失。

第14頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)傳熱計(jì)算

一、能量衡算（忽略熱損失）1．基本熱量衡算式2．無(wú)相變時(shí)熱量衡算式3．有相變時(shí)熱量衡算式4．無(wú)相變和有相變共存時(shí)熱量衡算式

二、總傳熱方程：仿牛頓冷卻定律，顯然，在間壁式換熱器中，熱流密度與兩流體的溫差成正比，即——總傳熱微分方程或——總傳熱微分方程式中qx——局部熱流密率，W/m2；Q——傳熱速率或熱流量，W；S——間壁傳熱面積，m2；Kx——局部總傳熱系數(shù)，W/(m2

K)；t、T——分別為冷熱流體的局部流體截面平均溫度或大空間中流體主流溫度，K；第15頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、總傳熱系數(shù)Kx、K總傳熱微分方程實(shí)質(zhì)上是總傳熱系數(shù)的定義式?？倐鳠嵯禂?shù)主要取決于冷熱流體側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)。下面推導(dǎo)其計(jì)算公式。設(shè)穩(wěn)定傳熱，其他如圖所設(shè)，則通過(guò)熱流體的對(duì)流傳熱速率為

通過(guò)熱流體側(cè)污垢的導(dǎo)熱傳熱速率為

通過(guò)管壁的導(dǎo)熱傳熱速率為

通過(guò)冷流體側(cè)污垢的導(dǎo)熱傳熱速率為

通過(guò)冷流體的對(duì)流傳熱速率為

整理，得

相加并整理，得第16頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)比總傳熱微分方程：

得

而，，，所以

假定

為常數(shù)，對(duì)上式沿管長(zhǎng)取平均值，得當(dāng)時(shí)，

當(dāng)時(shí)，

當(dāng)傳熱面為平壁時(shí)，所以

四、對(duì)流傳熱系數(shù)對(duì)總傳熱系數(shù)的影響以平壁為例，若忽略污垢熱阻和管壁熱阻，則第17頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月所以

當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，所以當(dāng)

i，

o相差較大時(shí)，必須提高較小的

，才能提高K；當(dāng)

i，

o相差不大時(shí)，必須同時(shí)提高

i，

o，才能提高K。

五、平均溫差1．恒溫傳熱由總傳熱微分方程對(duì)上式沿管長(zhǎng)取平均值，得

所以——總傳熱方程令——平均溫差

則

——總傳熱方程

第18頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、變溫傳熱

(1)

逆流和并流以套管式換熱器中的逆流為例，如圖所設(shè)，則由dS中的熱平衡，得所以相減令——局部溫差且假定為常數(shù)。則

第19頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月所以

t與Q成線性關(guān)系，其斜率也可為而

所以

假定為常數(shù)，則，令——對(duì)數(shù)平均溫差，當(dāng)時(shí)，。所以——總傳熱基本方程顯然，上式對(duì)并流也適用。（2）折流和錯(cuò)流

式中——溫差校正系數(shù)

第20頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月式中

六、關(guān)于簡(jiǎn)化假定的討論當(dāng)流體的溫度變化較大時(shí)，流體的物性變化也較大，從而對(duì)流傳熱系數(shù)的變化也較大，最終使總傳熱系數(shù)變化較大，所以上述公式誤差較大。若K隨溫度呈線性變化時(shí)，可用下式計(jì)算若K隨溫度不呈線性變化時(shí)，可分段計(jì)算，將每段的K視為常數(shù)，則或

若K隨溫度變化較大時(shí)，應(yīng)采用積分法：

或

第21頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七、K的來(lái)源經(jīng)驗(yàn)值：由生產(chǎn)設(shè)備總結(jié)的大概數(shù)據(jù)，表4-6。實(shí)驗(yàn)值：由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或?qū)嶒?yàn)裝置測(cè)出的數(shù)據(jù)。計(jì)算值：由對(duì)流傳熱(系數(shù))關(guān)聯(lián)式計(jì)算的數(shù)據(jù)。

八、保溫層的臨界直徑由

得

所以

由總傳熱方程

得

令，所以，，所以

——臨界熱絕緣直徑

（4-29a）

第22頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月九、傳熱單元數(shù)1．傳熱效率

：實(shí)際傳熱量與最大可能傳熱量之比，即顯然，熱、冷流體各自溫度變化的最大值均為。又由知最大可能傳熱量應(yīng)為Wcp值較小的流體在最大溫度變化下傳遞的熱量，即式中——熱容量流率若則

若

則

2．傳熱單元數(shù)NTU（NumberofTransferUnits）由得

假定為常數(shù)，則第23頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月令——傳熱單元長(zhǎng)度，m；

——傳熱單元數(shù)所以

當(dāng)時(shí)，即由得所以，傳熱單元長(zhǎng)度是溫度變化與該段換熱器內(nèi)的平均推動(dòng)力相等時(shí)的換熱器長(zhǎng)度。1．傳熱效率和傳熱單元數(shù)的關(guān)系（

與NTU）以單程逆流、熱流體為最小值流體為例，且假定為常數(shù)。由得

或所以

第24頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月相減，得令并定積分，得

所以

而

所以

解之——（4-60）同理式中并流、逆流、折流的

-NTU關(guān)系分別見(jiàn)圖4-22、4-23、4-24。

第25頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式

一、對(duì)流傳熱的分類強(qiáng)制對(duì)流無(wú)相變自然對(duì)流對(duì)流傳熱冷凝有相變沸騰

二、影響對(duì)流傳熱的因素1．流體的種類牛頓型流體非牛頓型流體2．流體的相變狀況無(wú)相變有相變3．流體的物性密度

動(dòng)力粘度

導(dǎo)熱系數(shù)

定壓比熱cp體積膨脹系數(shù)

4．流體的進(jìn)出口溫度冷流體溫度t1，t2熱流體溫度T1，T2第26頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.流體的流動(dòng)類型層流過(guò)渡流湍流6.流體流動(dòng)的原因自然對(duì)流強(qiáng)制對(duì)流7.傳熱壁面的幾何因素形狀大小位置光滑度

三、對(duì)流傳熱過(guò)程的量綱（因次）分析無(wú)相變時(shí)，由實(shí)驗(yàn)知式中

——平均對(duì)流傳熱系數(shù)，W/(m2

K)；u——流體的特征流速，m/s；l——傳熱面的特征長(zhǎng)度，m；

——過(guò)余溫度，即壁溫與流體主流溫度之差，K；

——單位質(zhì)量流體所受凈升力，m/s2。單位質(zhì)量流體所受凈升力為第27頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

上式8個(gè)物理量的單位和量綱分別為

設(shè)由量綱相等，得第28頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由因次相等，得

解之，得

回代，得所以

令——努塞爾特(Nusselt)數(shù)，表示對(duì)流傳熱；(Number)

——雷諾(Reynolds)數(shù)，表示強(qiáng)制對(duì)流；

——普朗特(Prandtl)數(shù)，表示物性；

——格拉曉夫(Grashof)數(shù)，表示自然對(duì)流。則

或

第29頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定常數(shù)，可得一系列不同情況下的對(duì)流傳熱關(guān)聯(lián)式。選用對(duì)流傳熱關(guān)聯(lián)式的注意事項(xiàng)(1)

特征流速應(yīng)按該關(guān)聯(lián)式規(guī)定的方式選取。(2)

特征長(zhǎng)度應(yīng)按該關(guān)聯(lián)式規(guī)定的方式選取。(3)

定性溫度應(yīng)按該關(guān)聯(lián)式規(guī)定的方式選取。(4)

關(guān)聯(lián)式應(yīng)在其適用范圍內(nèi)使用。

四、無(wú)相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式1．強(qiáng)制對(duì)流由忽略自然對(duì)流，得(1)

管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流a.

圓形直管(a)

湍流

低粘度Dittus-Boelter關(guān)聯(lián)式：或

式中

特征流速：管內(nèi)流體平均流速；特征長(zhǎng)度：管內(nèi)徑；定性溫度：流體平均溫度（進(jìn)出口流體的截面平均溫度的算術(shù)平均值），；式中——分別為進(jìn)出口流體的截面平均溫度，K，

C。適用范圍：。式中L——管長(zhǎng)，m。b)

高粘度第30頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

Sieder-Tate關(guān)聯(lián)式：或

其中

特征流速：管內(nèi)流體平均流速；特征長(zhǎng)度：管內(nèi)徑；定性溫度：流體平均溫度，但

w由tw確定；適用范圍：。(b）層流Sieder-Tate關(guān)聯(lián)式：其中

特征流速：管內(nèi)流體平均流速；特征長(zhǎng)度：管內(nèi)徑；定性溫度：流體平均溫度，但

w由tw確定；適用范圍：。第31頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(c)

過(guò)渡流式中——湍流時(shí)的。適用范圍：Re=2300~10000。b.

進(jìn)口段的影響進(jìn)口段由于熱邊界層較薄而具有比充分發(fā)展段高的對(duì)流傳熱系數(shù)，所以當(dāng)時(shí)，應(yīng)對(duì)上述公式進(jìn)行修正：c.

圓形彎管式中——直管中的；

——彎管軸的彎曲半徑。d.

非圓形管用代替=4A/∏或?qū)υ谔坠墉h(huán)隙中水或空氣，

特征流速：環(huán)隙中流體平均流速；特征長(zhǎng)度：環(huán)隙流動(dòng)當(dāng)量直徑；定性溫度：流體平均溫度；適用范圍：。

第32頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)

管外強(qiáng)制對(duì)流a.

管束外垂直流動(dòng)(a)

管子排列方式直列正三角形圖4-27錯(cuò)列正方形(b)

錯(cuò)列關(guān)聯(lián)式(c)

直列關(guān)聯(lián)式(d)

應(yīng)用條件特征流速：最狹窄通道處流速（錯(cuò)列時(shí)?。ǎ┖椭休^小者為最狹處的距離）；特征長(zhǎng)度：管外徑；定性溫度：流體平均溫度；適用范圍：。(e)

校正：當(dāng)時(shí)，按表4-10的修正系數(shù)校正。b.

換熱器的管間流動(dòng)(a)

折流板的形式

圓缺形盤(pán)環(huán)形圖4-28(雙)弓形第33頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(b)

25%圓缺形擋板關(guān)聯(lián)式（Kern關(guān)聯(lián)式）或

其中

特征流速：最大截面積A處的流速；特征長(zhǎng)度：當(dāng)量直徑；定性溫度：流體平均溫度，但由確定；適用范圍：。最大截面積A：式中——擋板間距，m；

——外殼內(nèi)徑，m。當(dāng)量直徑：若正方形排列，則

若正三角形排列，則式中——兩管中心距，m；

——管外徑，m。第34頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、自然對(duì)流忽略強(qiáng)制對(duì)流，由

得式中值見(jiàn)表4-11（P249）。特征長(zhǎng)度：豎壁和豎管取高L，水平管取外徑do；定性溫度：膜溫(壁溫和流體主體溫度的算術(shù)平均值)，；適用范圍：見(jiàn)表4-11中的GrPr。

一、有相變時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式1．冷凝(1)

冷凝方式膜狀冷凝，潤(rùn)濕成膜，

小，工業(yè)應(yīng)用中都是。

滴狀冷凝，不潤(rùn)濕成滴，

大，難維持，實(shí)驗(yàn)研究。(2)

層流膜狀冷凝的分析解通過(guò)合理的簡(jiǎn)化假定，可導(dǎo)出Nusselt理論公式：a.

豎壁或豎管

第35頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月b、

水平單管式中——汽化潛熱，J/kg。定性溫度：膜溫，但r由ts確定。(3)

液膜雷諾數(shù)以豎壁為例，由得——底部數(shù)值式中W——冷凝液的質(zhì)量流量，kg/s；M——冷凝負(fù)荷，kg/(m

s)。(4)

準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式以豎壁為例，由得

所以

整理得

令則

第36頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(5)

經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式a.

豎壁或豎管(a)

層流()時(shí)（蒸汽對(duì)液膜的摩擦）或(b)

湍流()時(shí)，（Badger關(guān)聯(lián)式）b.

水平管(a)

水平單管(b)

水平管束

（Kern關(guān)聯(lián)式，下管液膜加厚）式中——水平管束在垂直列上的管數(shù)。(6)

影響冷凝傳熱的因素a.

冷凝溫差

t

,Q

,

,

；b.

物性有影響c.

蒸汽的流速和流向第37頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月同向，

一般情況，

反向吹破液膜，

d|.

不凝性氣體微量的不凝性氣體，可使冷凝傳熱系數(shù)急劇下降。蒸汽必須穿過(guò)不凝性氣膜所冷凝，從而飽和溫度下降，冷凝溫差下降，冷凝傳熱系數(shù)下降。e.

冷凝面垂直管，板高度

，

；高度

，

水平管束排數(shù)

，

2．沸騰(1)

沸騰方式（管內(nèi)）流動(dòng)沸騰（管外）池式沸騰（大容器）

過(guò)令沸騰飽和沸騰

(2)

沸騰曲線，見(jiàn)圖4-33。(3)

沸騰傳熱關(guān)聯(lián)式或由得其中(4-93)或

第38頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月式中——對(duì)比壓力，R=0.01~0.9；p——操作壓力，Pa；pc——臨界壓力，Pa，；q——操作熱負(fù)荷，，；qc——臨界熱負(fù)荷，W/m2，可用下式估算：式中Di——管束直徑，m；L——管長(zhǎng)，m；So——管外壁總傳熱面積。(4)

影響沸騰的因素a.

液體的性質(zhì)：

、

、

、

，

，

，

，

b.

沸騰溫差（壁過(guò)熱度）：見(jiàn)沸騰曲線c.

操作壓力

P

，TS

，

d.

加熱面油脂沾污或結(jié)垢，

壁面粗糙，汽化核心數(shù)

，

第39頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、壁溫的估算由

得

若忽略管壁熱阻，且假定

xi，

xo為常數(shù)，則，所以

或(4-97)

第六節(jié)

輻射傳熱（略）第40頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第七節(jié)換熱器

一、類型沉浸式蛇管式管式噴淋式套管式列管（管殼）式

間壁式夾套式板式板式螺旋板式翅片管式翅片式板翅式混合式（直接接觸式）

蓄熱式

二、列管式換熱器的基本型式無(wú)膨脹節(jié)固定（管板）式有膨脹節(jié)U型管式浮頭式

第41頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、列管式換熱器的設(shè)計(jì)和選用（略）1．流體流徑（流體管殼程）的選擇依次考慮壓力、腐蝕、清洗、對(duì)流傳熱系數(shù)、壓力降等的要求。2．流體流速的選擇

，

，S

，設(shè)備費(fèi)

u

hf

，動(dòng)力消耗

，操作費(fèi)

常用的流速范圍見(jiàn)表4-14。3．流體兩端溫度的確定工藝流體的進(jìn)出口溫度一般由工藝條件確定，而非工藝流體，如冷卻水，一般只知道進(jìn)口溫度，出口溫度要設(shè)計(jì)者選定。Wc

，操作費(fèi)

t2

tm

，S

，設(shè)備費(fèi)

一般，。4．管了的規(guī)格和排列方法(1)

規(guī)格

25

2.5mm

19

2mm(2)

管長(zhǎng)：1.5、2、3、6m(3)

排列方法正三角形正方形直列正方形錯(cuò)列第42頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(4)

管心距

(1.3~1.5)do，且t≥(do+6)，脹接法

1.25do，焊接法5．管程和殼程數(shù)的確定當(dāng)管程流速低于常用流速范圍下限，或因管程流速較低使管程對(duì)流傳熱系數(shù)較小，從而使總傳熱系數(shù)達(dá)不到要求時(shí)（經(jīng)驗(yàn)值），可采用多管程來(lái)提高管程流速。標(biāo)準(zhǔn)管程數(shù)：1、2、4、6。當(dāng)溫（度）差校正系數(shù)

t<0.8時(shí)，可采用多殼程來(lái)提高

t。但在一個(gè)換熱器內(nèi)一般只采用2殼程，2殼程以上則用多個(gè)換熱器串聯(lián)來(lái)代替。殼程流速不夠時(shí)，可縮小擋板間距來(lái)提高。6．折流擋板擋板的形式有三種，見(jiàn)圖4-28固定式：150、300、600標(biāo)準(zhǔn)擋板間距