1、計算基礎(chǔ)：熱量衡算方程和傳熱速率方程 。 4.6.1 熱流量衡算方程 穩(wěn)態(tài)傳熱，忽略熱損失時， 冷流體吸收熱量 = 熱流體放出熱量 (1) 無相變傳熱,4.6 傳熱過程的計算,計算類型 ：,設(shè)計型計算：已知th1，th2，tc1 ，qmc，qmh，K 求 傳熱面積A；,操作型計算： 已知th1 ，tc1，qmc，qmh，K，A 求th2 、tc2、。,(2) 有相變傳熱, 飽和狀態(tài)下,說明： 換熱過程中各流股熱流量間關(guān)系； 各流股間相互制約，熱量守恒。, 非飽和狀態(tài)下,例：過熱蒸氣冷凝過冷液體,又如：過冷液體 沸騰 過熱蒸氣,4.6.2 總傳熱速率方程 間壁傳熱過程：,各部分傳熱速率方程：,管

2、內(nèi)側(cè)流體：,管壁導(dǎo)熱：,管外側(cè)流體：,對穩(wěn)態(tài)傳熱:,式中，K 總傳熱系數(shù)，W/m2K。 注意： K 與 A 對應(yīng)，選Ai、Am 或 A0,故穩(wěn)態(tài)傳熱時，,4.6.3傳熱系數(shù)和傳熱面積,K 傳熱系數(shù)，表示換熱設(shè)備性能的重要參數(shù)。,(1) K的計算 在實際生產(chǎn)中以外表面積A0作為傳熱面積。,K的來源： 實驗測定； 取生產(chǎn)實際的經(jīng)驗數(shù)據(jù)； 計算求得。,實際計算熱阻應(yīng)包括壁兩側(cè)污垢熱阻：,圓管中：,平壁：,(2) 污垢熱阻 Rdi和 Rdo,污垢熱阻影響：使h，熱流量。,污垢熱阻取值： 經(jīng)驗數(shù)據(jù)。 注意：傳熱系數(shù)、污垢熱阻的單位。 (3) 壁溫計算 忽略污垢熱阻，穩(wěn)態(tài)傳熱時：,結(jié)論：壁溫接近表面?zhèn)鳠嵯?/p>

3、數(shù)大的一側(cè)流體溫度。,4.6.4 平均溫度差 (1) 恒溫傳熱 兩側(cè)流體溫度恒定：,(2) 變溫傳熱 一側(cè)有溫度變化,沿管長某截面取微元傳熱面積dA，,兩側(cè)流體均有溫度變化,傳熱速率方程：,熱量衡算方程：,當(dāng)qmhcph、 qmccpc=常數(shù)時， -th、 -tc為線性關(guān)系， 所以， -(th- tc)也為線性關(guān)系。,說明：,并流：, 逆流：,進(jìn)、出口條件相同時，,工業(yè)上，一般采用逆流操作（節(jié)省加熱面積）。,一側(cè)流體溫度有變化，另一側(cè)恒溫時,錯流、折流時平均溫差 圖算法,溫度校正系數(shù),c）當(dāng)t值小于0.8時，則傳熱效率低， 經(jīng)濟(jì)上不合理， 操作不穩(wěn)定。,a）校正系數(shù)t可根據(jù)R和P兩參數(shù)從相應(yīng)的

4、圖中查得。,b）溫差校正系數(shù)t恒小于1。,原因: 換熱器內(nèi)出現(xiàn)溫度交叉或溫度逼近現(xiàn)象。 避免措施: 采用多個換熱器串聯(lián)或采用多殼程結(jié)構(gòu)， 換熱器個數(shù)或所需的殼程數(shù),可用圖解法確定。,說明：,無相變換熱器設(shè)計計算,4.6.5 傳熱效率和傳熱單元數(shù)法 設(shè)計型計算無須試差法,操作型計算需用試差法。 設(shè)計型計算,總之，對于設(shè)計型計算冷、熱流股的溫度都已知，或者可以通過熱流量衡算達(dá)到已知，無須試差。, 操作型計算 已有一臺面積為A的換熱器，若用其加熱某流體，,若采用1955年由凱斯導(dǎo)出的傳熱效率及傳熱單元數(shù)法，則能避免試差而方便地求得其解。,(1) 傳熱效率和傳熱單元數(shù), 傳熱效率,逆流：,哪一側(cè)流體能獲得最大的溫度變化（th1-tc1）max， 這將取決于兩流體熱容量流率(qmcp)的相對大小。,并流：,傳熱單元數(shù)NTU (The Number of Transfer Units ), 傳熱效率和傳熱單元數(shù)的關(guān)系,傳熱單元數(shù)物理意義：單位傳熱推動力引起的溫度變化； 表明了換熱器傳熱能力的強(qiáng)弱。, 應(yīng)用已知R和NTU，可求得， 進(jìn)而求th2 和tc2 ， 可避免試差計算。,為便于工程計算，將、NTU