翅片管换热器基础资料

1、第五讲热物性参数和单位主讲人：哈尔滨工业大学刘纪福教授在第四讲中，介绍了与翅片管相关的计算式，其中，多次应用流体的物性参数，如流体的密度，粘度，导热系数，等等。每一种流体都有它自己的独特的物理参数，就像生物科学中的“基因”一样，这些物性参数构成了流体本身区别于其它流体的特性。例如，大家所熟知的空气和水，物理性质是截然不同的，拿密度而言，在常温下水的密度为1000 kg/m 3; 而空气的密度仅为1.2 kg/m 3 .左右。与热有关的物性叫热物性，由于流体的热物性对传热和阻力都有极大的影响，而且是计算和设计中不可缺少的数据，因而本讲将要介绍几种常用流体的热物性参数。 应当指出， 几乎所有的物性

2、参数都是通过大量的细致的实验得出来的，并有相关的专著可供选用。1 空气，烟气，水，水蒸气的热物理性质表。考虑到翅片管换热器的应用特点，管外翅片侧主要与空气或烟气打交道，而管内流动的主要是水和水蒸气，偶尔也有其他流体，如制冷剂等。 所以下面给出的热物性表基本上能满足翅片管换热器的计算要求。见下面相关附录附录 8干空气的热物理性质附录 9大气压力下烟气的热物理性质附录 10饱和水的热物理性质附录 11干饱和水蒸气的热物理性质附录 13几种饱和液体的热物理性质专业文档供参考，如有帮助请下载。上表适用于1 个大气压（100000 pa ）下的空气，对于在管道中流动的空气，在鼓风机或引凤机的作用下，其压

3、力可能在大气压上下波动，但一般波动幅度不超过1 个大气压的1%，故上表仍是适用的。专业文档供参考，如有帮助请下载。专业文档供参考，如有帮助请下载。专业文档供参考，如有帮助请下载。专业文档供参考，如有帮助请下载。2 几个常用单位的说明（1）力的单位。从中学物理知道，力= 质量加速度，对于1 kg 质量的物体，当其加速度为 1 m / s2 时，就构成了力的单位：牛顿（n ） ,所以，1 n = 1 kg 1 m/s2 = 1 kg.m /s 2 .专业文档供参考，如有帮助请下载。( 2 ) 压力或压强单位为 pa：因为 压力 =力 / 面积，即单位面积上承受的力，所以1 pa22= 1 n /

4、1 m = 1 kg / ( m s .).;应该记住， 1个大气压 = 100000 pa = 10 5 pa.= 0.1 mpa ( 兆帕 )(3) 功 ，能量，热量的单位。由中学物理可知，功= 力 距离，单位是焦耳（j），1 j = 1 n 1 m = 1 kg.m 2 / s2 .应当记住，热量是能量的一种，其单位同样是焦耳（j），或千焦耳（ kj）(4) 功率的单位。单位时间做的功叫功率，其单位是我们所熟知的瓦（w ），1 w = 1 j / s ， 或 1 kw = 1 kj / s（5）目前，工程上经常用千卡或大卡（kcal ）作为热量的计量单位。1 千卡的物理含义是： 1 公斤

5、的水温度升高1 度或降低1 度所吸收或放出的热量。这一工程单位正逐渐被国际单位千焦（ kj）所代替。二者的换算关系为：1kj = 0.2388 kcal或 1 kcal = 4.1868 kj1kw. = 1 kj /s = 0.2388 kcal /s = 860 kcal /h例如，有一台锅炉，热负荷为1200000 kcal / h ,其对应的kw 数为：1200000 / 860 = 1395 kw 2 700 kw = 1.4 mw ( 1 mw = 106 w).3 物性表的应用举例：对于没有学过相关专业课程的人士，要掌握各物性的含义并正确地应用是有一定困难的，只能循序渐进地熟悉它

6、。下面，通过几个小例子来练习一下：（ 1）有一热风炉，所产生的热风在 200时的体积流量为 40000m 3/h, 试将其换算成质量流量 kg/h.由上面的空气物性表查得在200下的空气密度=0.746 kg/m 3, 则空气的质量流量为：g = 40000 m 3/h 0.746 kg/m 3 = 29840 kg/h = 8.29 kg / s .进一步将上述质量流量换算成0下的体积流量，即标准立方米每小时（nm3 /h）。由上表查得，在0下的空气密度为 =1.293 kg/m 3，则在标准状况下的体积流量为：v = 29840 kg/h 1.293 kg/m 3 = 23078 nm 3

7、/h.请记住，质量流量（kg/ h）或标准体积流量（nm 3/h）在流体的流动和换热过程中是保持不变的，是不随温度而变化的。(2) 在物性表中， 有一个与热量计算有关的物理量- 比热 cp, kj / (kg. ) .其物理意义从单位的表述中可以得知：1kg质量的物体，当温度产生1 的变化时，该物体含有的热能的变化（ kj） .专业文档供参考，如有帮助请下载。试问，对于 1kg 的 800 的高温烟气， 其含有的热能是多少？由烟气物性表查得， 800 下 的比热 cp = 1.264kj / (kg. ) ，则 1kg 烟气所包含的热能为： 800 1.264 kj / (kg. )= 101

8、1.2 kj / kg。如果在经过换热器之后，烟气的温度降至200，问这时该1kg 烟气所包含的热能是多少？首先，查取200时的烟气比热cp = 1.097kj / (kg. ), 则 1kg 烟气的热能为：200 1.097 kj / (kg. )=219.7 kj / kg。（3）在饱和水的热物理性质表中，应当关注的是饱和温度（t ）和饱和压力（）的对应关系。 所谓饱和状态， 是指在一个只有水和水蒸汽共存的密闭容器中，在这一对应的饱和温度和饱和压力下，液体变成蒸汽的分子数等于蒸汽变成液体的分子数，即处于相对的平衡状态。试问，一台产生. 饱和蒸汽的锅炉，其蒸汽的出口温度是多少？由水蒸汽热物性表查得，0.6 对应的蒸汽温度约为158。（ 4）在饱和水和饱和水蒸气的热物性表中，还应当关注的是两个热焓值：饱和水的热焓 h和饱和蒸汽的热焓 h ， ，其单位为 kj/kg ，物理意义是一公斤质量的介质所包含的热能，热能的计算起点是0。例如， 100下水的焓值h = 419.1 kj/kg， 而 100下水蒸气的焓值为h， = 2675.7 kj/kg， 二者的差值：2675.7- 419.1= 2256.6 kj/kg = r。此处， r叫汽化潜热，是水蒸气热物性表中的另一个重要物理量。好了，这一讲就讲到这儿，物性