第十章-传热过程分析及换热器计算ppt课件.ppt

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1、①复合传热问题的分析计算②对数平均温压的概念及计算③传热过程的强化与削弱措施④换热器的基本知识和计算过程第十章传热过程分析与换热器热计算重点内容§10-1传热过程的分析和计算§10-2换热器的类型☆§10-3换热器中传热过程平均温差的计算§10-4间壁式换热器的热设计☆§10-5传热的强化和隔热保温技术§10-1传热过程的分析和计算传热方程式（1-11）传热系数（量纲同，）一、通过平壁的传热1、通过单层壁的传热如图传热系数：（10-1）即（1-12）二、通过圆管壁的传热1、单壁如图三个传热环节，，，相等，变形为(

2、2-28)牛顿冷却公式三式相加：（10-3）——以管外侧面积为基准的传热系数（10-4）（10-5）2、多层壁（层）比较单层壁：（1）多层平壁：（2）多层管壁：三、临界热绝缘直径1、散热量与热绝缘层外径的关系→↓（外侧面积增大，对流换热量↑）→↑（绝缘层厚度增大，导热热阻增加，↓）上式中：↑10-22、临界绝缘直径的大小令（10-8）d0>dcr,利于保温d0

3、于是，该侧总换热量复合换热表面传热系数其中，五、通过肋壁的传热过程计算10-7a10-7b§10-2换热器的类型一、什么是换热器1、换热器——使热量从热流体传递给冷流体，且满足也可以说使两种或者两种以上温度不同的流体以一定方式进行热量交换的设备即换热器.换热器是对导热、对流（包括相变）和辐射的综合运用，也是展示各种强化换热手段的主要舞台.掌握换热器热性能的基本计算方法，学会运用适宜的强化手段，是学习传热课程的主要目的之一.某种规定的技术要求的装置。2、换热器的类型直接接触式换热器(混和式换热器)冷、热流体直接接触

4、，相互混和传递热量。特点是结构简单，传热效率高。适于冷、热流体允许混和的场合。如冷却塔、除氧器、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。蓄热式换热器(回流式换热器、蓄热器)借助于热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体。当蓄热体与热流体接触时，从热流体处接受热量，蓄热体温度升高，然后与冷流体接触，将热量传递给冷流体，蓄热体温度下，从而达到换热的目的。特点是结构简单，可耐高温，体积庞大，不能完全避免两种流体的混和。适于高温气体热量的回收或冷却。如回转式空气预热器。间壁式换热器(表面式换热器、间接式换热器)冷、热流体被

5、固体壁面隔开，互不接触，热量由热流体通过壁面传递给冷流体。形式多样，应用广泛。按用途分1.加热器：用于把流体加热到所需温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。2.预热器：用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。3.过热器：用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。4.蒸发器：用于加热液体，使其蒸发汽化。5.再沸器：用于加热已被冷凝的液体，使其再受热汽化。为蒸馏过程专用设备。6.冷却器：用于冷却流体，使其达到所需温度。7.冷凝器：用于冷却凝结性饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化按传热面形状和结构分1.管式换热器通过管子壁

6、面进行传热的换热器。按传热管的结构形式可分为管壳式换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、翅片管式换热器等。应用最广。2.板式换热器通过板面进行传热的换热器。按传热板的结构形式可分为平板式、螺旋板式、板翅式、热板式换热器等。3.特殊形式换热器根据工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器。如回转式、热管、同流式换热器等。按所用材料分1.金属材料换热器由金属材料加工制成的换热器。常用的材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金等。因金属材料导热系数大，故此类换热器的传热效率高。2.非金属材料换热器有非金属材料

7、制成的换热器。常用的材料有石墨、玻璃、塑料、陶瓷等。因非金属材料导热系数较小，故此类换热器的传热效率较低。常用于具有腐蚀性的物系。肋片管（翅片管）式换热器空调器中的翅片管组翅片管加热器或冷却器套管式热交换器的优点是结构简单，适用于高温、高压流体，特别是小容量流体的传热。适用于易生污垢的流体。主要缺点是流动阻力大，金属消耗量多，而且体积大，占地面积大，故多用于传热面积不大的换热器。管壳式换热器的外形列管式换热器(管壳式换热器)管壳式换热器端部的折流结构它结构紧凑，单位体积所具有的传热面积较大(40～150m2/m3

8、)，传热效果好，适应性强，操作弹性大，尤其适用于高温、高压和大型装置中，是管式换热器中应用最普遍的换热器。在列管式换热器中，由于管内外流体温度不同，使管束和壳体的受热程度不同，导致它们的热膨胀程度出现差别。若两流体温差较大，就可能由于热应力而引起设备的变形，管子弯曲甚至破裂，严重时从管板上脱落。因此当两流体的温度差超过50℃时，就应从结构上考虑热膨胀的影响，采取相应的热补