化工基础 第三章 传热

1、2022-5-22第三章第三章第三章2022-5-22 第第一一节节: :概述概述 第第二二节节: :热传导热传导 第三节第三节: :对流传热对流传热 第四节第四节: :热交换的计算热交换的计算 第五节第五节: :热交换器热交换器 第六节第六节: :传热过程的强化传热过程的强化2022-5-22前言前言 凡是有温度差存在的地方，必然有热的传递凡是有温度差存在的地方，必然有热的传递传热在化工生产中的应用：1、物料的加热、冷却或者冷凝、蒸发、干燥等过程2、反应器内需要供给或移走反应热，使反应在一定温度下进行3、化工设备和管道的保温，生产中热能的合理利用，废热回收(能量传递过程能量传递过程)间歇传热

2、连续传热非稳态传热：传热速率常数稳态传热：传热速率=常数2022-5-22第第第第第第三三三三三三章章章章章章 热量传递热量传递热量传递热量传递热量传递热量传递1-1稳态与非稳态传热稳态与非稳态传热1-2传热基本方式传热基本方式1-3热平衡方程与热平衡方程与 热流量方程热流量方程第第第第第第一一一一一一节节节节节节 概述概述概述概述概述概述2022-5-221-1稳态与非稳态传热稳态与非稳态传热稳态传热：稳态传热：传热进行时，物质各点温度不随时间而变仅随位置变化的传热过程。非稳定传热非稳定传热：传热进行时，物质各点温度不仅随位置而变、且随时间而变化的传热过程。1-21-21-2传热的基本方式传

3、热的基本方式传热的基本方式传热的基本方式传热的基本方式传热的基本方式 热传导热传导热对流热对流热辐射热辐射),(zyxfT ),(zyxfT 传热速率=常数2022-5-221.1.热传导热传导气体 分子做不规则热运动时相互碰撞的结果固体 导电体：自由电子在晶格间的运动 非导电体：通过晶格结构的振动实现液体 机理复杂，介于气体和固体之间特点：静止介质中的传热，没有物质的宏观位移 热量从物体内部温度较高的部分传递到温度较低的部分或者传递到与之相接触的温度较低的另一物体的过程称为热传导，简称导热。1-2传热的基本方式传热的基本方式2022-5-222.热对流热对流 流体中质点发生相对位移而引起的热

4、量传递，称为热对流。 对流只能发生在流体中。强制对流 自然对流 流体受外力作用而引起的流动由于流体内温度差导致密度差异而引起的流动特点：流动介质中的传热，流体作宏观运动对流传热的同时，伴随着流体质点间的热传导一般讨论对流传热多指热由流体传到固体的壁面（或反之）的传热过程1-2传热的基本方式传热的基本方式2022-5-223.热辐射热辐射 特点：不仅产生能量的转移， 而且伴随着能量形式的 转换； 热辐射不需要媒介;高温物体的主要传热形式热能热能辐射能辐射能热能热能物体由于热的原因以电磁波的形式向外发射能量的过程黑体黑体斯蒂芬斯蒂芬-波尔茨曼定律波尔茨曼定律400TE40)100(TC1-2传热的

5、基本方式传热的基本方式2022-5-22传热过程将热量由壁面一侧的流体通过壁面传递到壁面另一侧的过程1.传热平衡方程 以某换热器为衡算对象，列出稳态传热时的热量衡算方程冷流冷流体体T1T2热流体热流体T1T2在换热过程中，忽略热损失吸放2022-5-22(1)(1)无相变时的传热量计算无相变时的传热量计算=qm,hCp,h ( T1 T2) = qm,cCp,c ( T2 T1) 饱和蒸汽冷凝液体沸腾汽化 = qmr 其中 r气化潜热（或冷凝潜热） KJ / kg(2)(2)有相变时的传热量计算有相变时的传热量计算qm,h r = qm,cCp,c ( T2 T1) qm,hCp,h ( T1

6、 T2) = qm,c r饱和蒸汽冷凝液体沸腾汽化2022-5-22传热速率传热速率（热流量）：单位时间内通过换热器的整个传热（热流量）：单位时间内通过换热器的整个传热 面传递的热量，单位面传递的热量，单位 J/s或或W热流密度热流密度q （热通量）（热通量） ：单位时间内通过单位传热面积传递：单位时间内通过单位传热面积传递 的热量，单位的热量，单位 J/(s. m2)或或W/m2热流量与热通量的关系为 2.热流量方程Aq稳态传热 =KATmK:总传热系数，W/(m2K)A:总传热面积，m2 Tm:两流体的平均温差，K热流量方程热流量方程总传热速率方程总传热速率方程2022-5-22第第第第第

7、第三三三三三三章章章章章章 热量传递热量传递热量传递热量传递热量传递热量传递2-1傅里叶定律傅里叶定律2-2导热系数导热系数2-3平壁的稳态热传导平壁的稳态热传导2-4圆筒壁的稳态热传导圆筒壁的稳态热传导第第第第第第二二二二二二节节节节节节 热传导热传导热传导热传导热传导热传导2022-5-222-1傅里叶定律傅里叶定律,zyxfT 温度场温度场：某时刻，物体或空间各点的温度分布1.1.温度场和等温面温度场和等温面不稳定温度场：,zyxfT 稳定温度场：zyxfT,等温面：等温面：在同一时刻，温度场中所有温度相同的点组成的面1）不同温度的等温面不相交2）在等温面内没有热量的传递t1t2t1t2

8、等温面Q2022-5-22 2. .温度梯度温度梯度：温度梯度：等温面法线方向上的温度变化率nT温度梯度对于一维稳态的温度场，温度梯度可表示为 ：dnTd温度梯度温度梯度是向量，正方向指向温度增加的方向3. 傅立叶定律傅立叶定律 dndTq-傅立叶定律傅立叶定律 比例系数，称为导热系数；w/mk负号表示热流方向与温度梯度方向相反2-1傅里叶定律傅里叶定律2022-5-221.导热系数的定义导热系数的定义 dndTq在数值上等于单位温度梯度下的热通量w/mk = f(结构, 组成, 密度, 温度, 压力）金属固体 非金属固体 液体 气体 表征材料导热性能的物性参数2-2导热系数导热系数2.2.固

9、体导热系数固体导热系数金属材料 10102 W/(mK)建筑材料 10-110 W/(mK)绝热材料 10-210-1 W/(mK)1(0at 在一定温度范围内：金属材料a 0 2022-5-223.3.液体导热系数液体导热系数金属液体较高，非金属液体低(水的最大)； 水和甘油：t ， 其它液体：t ，0.090.6 W/(mK)4.4.气体导热系数气体导热系数t ，一般情况下，随p的变化可忽略；气体不利于导热，有利于保温或隔热0.0060.4 W/(mK)2-2导热系数导热系数2022-5-22dxdTqTTq21210TTdTqdx1、单层平壁的稳定热传导、单层平壁的稳定热传导)(21TT

10、AqA热阻推动力RTATT21K/W2-3平壁的稳态热传导平壁的稳态热传导 2022-5-22例 某平壁厚度=0.37m，内表面温度t1=1650，外表面温度t2=300，平壁材料导热系数=0.815+0.00076t，W/（m）试求平壁的面积热流量q。 97523001650221tttm0.815 0.00076 975 1.556m5677300165037. 0556. 121ttq平壁材料的平均导热系数：面积热流量为：解：W/（m2 ）W/m22022-5-222.多层平壁的稳态热传导多层平壁的稳态热传导 ATT1121ATT2232ATT3343141431TTTTiiiiiiiT

11、RAA总推动力总热阻总阻力总推动力RTATniii1 321433221:RRRTTTTTT2-3平壁的稳态热传导平壁的稳态热传导 2022-5-22例例 有一燃烧炉，炉壁由三种材料组成。最内层是耐火砖，中间为保温砖，最外层为建筑砖。已知 耐火砖 1=150mm 1=1.06W/m 保温砖 2=310mm 2=0.15W/m 建筑砖 3=240mm 3=0.69W/m 今测得炉的内壁温度为1000，耐火砖与保温砖之间界面处的温度为946。试求： (a)单位面积的热流量； (b)保温砖与建筑砖之间界面的温度； 解 (a) q(b)保温砖与建筑砖的界面温度t3q1=q2=q3=q2322TTqTT

12、q212022-5-22dTLdrrrTT21212r11、单层圆筒壁的热传导、单层圆筒壁的热传导通过该圆筒壁的导热速率可以表示为： drdTAdrdTLr21221ln12rrTTL2-4圆筒圆筒壁的稳态热传导壁的稳态热传导 2022-5-22这个式子也可以写成与平壁传导速率方程类似的形式 21mTTA1212mln)(2rrrrLA圆筒壁的对数平均半径1212lnrrrrrm1221mrrTTA1221ln12rrTTLAAAAAm2121ln/当r2/r12时可用算术平均值代替对数平均值 2-4圆筒圆筒壁的稳态热传导壁的稳态热传导 2022-5-222、多层圆筒壁的热传导、多层圆筒壁的热

13、传导 21323411332213112()2()2()324111lnlnln2()41lniiiiL ttL ttL ttrrrrrrL ttrrniiirrTL11iln12平壁：各处的各处的和和q均相等均相等；圆筒壁：不同半径不同半径r处处相等，但相等，但q却不等却不等。2-4圆筒圆筒壁的稳态热传导壁的稳态热传导 2022-5-22第第第第第第三三三三三三章章章章章章 热量传递热量传递热量传递热量传递热量传递热量传递3-1对流传热过程分析对流传热过程分析3-2牛顿冷却定律牛顿冷却定律3-3传热膜系数传热膜系数3-4对流传热小结对流传热小结第第第第第第三三三三三三节节节节节节 对流传热对

14、流传热对流传热对流传热对流传热对流传热2022-5-22l 湍流主体湍流主体温度梯度小，热对流为主温度梯度小，热对流为主l 层流内层层流内层温度梯度大，热传导为主温度梯度大，热传导为主l 过渡区域过渡区域热传导、热对流均起作用热传导、热对流均起作用热对流与流体的流动情况、流体性质、壁面几何特征及流体对壁面的流动方向等因素有关。对流传热的面积热流量与流体与壁面间的温度差成正比3-1对流传热的分析对流传热的分析 2022-5-22 对流传热系数(传热膜系数,给热系数），W/(m2K)(WTTqT)(TqW流体被加热：流体被冷却：牛顿冷却定律牛顿冷却定律 表示单位温度差下，单位传热面积的对流传热速率

15、 反映了对流传热的快慢，对流传热系数大，则传热快对流传热的面积热流量与流体与壁面间的温度差成正比3-2牛顿冷却定律牛顿冷却定律2022-5-22t总有效膜厚度；e湍流区虚拟膜厚度； 层流底层膜厚度。1.1.有效膜有效膜tetTTWttWtRTT)(TqWTqt传热有效膜3-3传热膜系数传热膜系数将复杂的对流传热简化为传导传热2022-5-222) 流体的物性流体的物性1) 流体的种类流体的种类 液体、气体的各不相同。液体 气体导热系数导热系数粘度粘度比热和密度比热和密度体积膨胀系数体积膨胀系数 （1 1）传热膜系数的影响因素）传热膜系数的影响因素 cp2. 2. 2.用量纲分析法求无相变时流体

16、的传热膜系数用量纲分析法求无相变时流体的传热膜系数用量纲分析法求无相变时流体的传热膜系数用量纲分析法求无相变时流体的传热膜系数用量纲分析法求无相变时流体的传热膜系数用量纲分析法求无相变时流体的传热膜系数3-3传热膜系数传热膜系数2022-5-223) 3) 流体流动状态流体流动状态 湍流的对流传热系数远比层流时的大5)5)传热面的形状、大小和位置传热面的形状、大小和位置 湍湍 层层4 4）对流的种类）对流的种类强制对流：自然对流：由于外力的作用 由于流体内部存在温度差，使得各部分的流体密度不同，引起流体质点的位移 强强 自自3-3传热膜系数传热膜系数2022-5-22列出影响该过程的物理量，并

17、用一般函数关系表示： f(u，l， ，cp，gt)kualbcd ecpf(gt)h长度长度L，时间，时间T，质量，质量M，温度，温度 （2）量纲分析）量纲分析3-3传热膜系数传热膜系数2022-5-22hfedcba)TLM()TL()TM()TML()LTM(L)TLk(MT22223313hfdcT223a3:时间fd-1- ：温度hedM c1:质量hfedcbaL2230:长度hafc2fd1hae13 habhfpa)Tgl()c()ulk(l2233-3传热膜系数传热膜系数2022-5-22准数的符号和意义准数名称符号准数式意义努塞尔特准数（Nusselt）Nul表示对流传热系数

18、的准数 雷诺准数（Reynolds）Relu确定流动状态的准数普兰特准数（Prandtl）Prpc表示物性影响的准数格拉斯霍夫准数（Grashof）Gr223tlg表示自然对流影响的准数2022-5-22一般形式：一般形式：Nu=f (Re, Pr, Gr)简化：强制对流简化：强制对流 Nu=f (Re, Pr)；自然对流；自然对流 Nu=f (Pr, Gr)流体在圆形直管内作强制湍流流体在圆形直管内作强制湍流低粘度（大约低于2倍常温水的粘度）流体 nreuPRN8 . 0023. 0npcdud)023. 08 . 0（或流体被加热时：n=0.4流体被冷却时：n=0.3应用范围：Re 104

19、, Pr=0.7160, L/d 503-3传热膜系数传热膜系数2022-5-22加热与冷却的差别：加热与冷却的差别：，加热t液体液体冷却加热气体气体，加热 t冷却加热3 . 04 . 0, 1PrPrPr液体加热时：n=0.4 冷却时：n=0.33 . 04 . 01PrPrPr ，气体加热时：n=0.4 冷却时：n=0.33-3传热膜系数传热膜系数2022-5-22公式修正：公式修正：14. 0)(PrRe027. 033. 08 . 0WNu冷却：05.1)(14.0W95.0)(14.0W（1）高粘度流体 （2 水）工程处理：加热：Re10000，0.7Pr50液体气体1)(14.0W

20、3-3传热膜系数传热膜系数2022-5-22湍过湍过f（2）流体在圆形直管内呈过渡流）流体在圆形直管内呈过渡流 对于Re=200010000时的过渡流范围， 先按湍流的公式计算，然后再乘以校正系数f8 . 151061eRf（3 3）当）当L/d 30L/d 304040，乘校正系数，乘校正系数1117 . 0ldf1.021.073-3传热膜系数传热膜系数2022-5-22 (4) 圆形弯管 乘校正系数177. 11Rdf(5) 非圆形管强制湍流1）当量直径法2）直接实验法套管环隙 : 水-空气系统318 . 05 . 012PrRe)(02. 0ddde 12000Re 膜膜 3-3传热膜

21、系数传热膜系数2022-5-222). 冷凝过程的热阻：液膜的厚度3). 蒸汽冷凝的水平管束外41w3/232)(725.0TTlngrs式中 n水平管束在垂直列上的管子数； r汽化潜热（ts下），kJ/kg; TS 饱和温度；Tw 壁温2WsTTT定性温度：膜温： 3-3传热膜系数传热膜系数2022-5-22湍流竖壁或竖管上的冷凝层流413213. 1tlgr适用条件：Re1800特性尺寸l：管或板高H定性温度：膜温 12330.420.0076Reg3-3传热膜系数传热膜系数2022-5-22(2) 液体沸腾时的对流传热膜系数液体沸腾时的对流传热膜系数沸腾种类沸腾种类 1）大容积沸腾大容积

22、沸腾 2）管内沸腾管内沸腾3-3传热膜系数传热膜系数 沸腾曲线沸腾曲线水沸腾曲线水沸腾曲线CABDEAB段：段：自然对流区自然对流区t5BC段：段：5 t25不稳定膜状沸腾区不稳定膜状沸腾区DE段：段：t250稳定膜状沸腾区稳定膜状沸腾区2022-5-223-4对流传热小结对流传热小结注意经验式的适用范围、定性温度、定性尺寸注意经验式的适用范围、定性温度、定性尺寸关联式中各物理量采用统一单位制关联式中各物理量采用统一单位制学会分析各关联式中各物理量对学会分析各关联式中各物理量对值的影响，从而分析强值的影响，从而分析强化对流传热的措施化对流传热的措施了解各个情况下了解各个情况下值数量级的概念，有

23、助于判断和分析计值数量级的概念，有助于判断和分析计算结果的正确性算结果的正确性强制对流 自然对流 无相变对流 有相变对流 2022-5-22KmWKmW22/10020/205强制对流：自然对流：KmWKmWKmWKmW2222/250002500/150005000/150001000/1000200水沸腾：蒸汽冷凝：强制对流：自然对流：空气中空气中水中水中无无相相变变有有相相变变 自自然然强强制制 gl 总之：总之：KmWKmW22/2000500/1500500蒸汽冷凝：强制对流：油类中油类中3-4对流传热小结对流传热小结2022-5-22例例 有一列管式换热器，由38根25mm2.5m

24、m的无缝钢管组成。苯在管内流动，由20被加热至80，苯的流量为8.32kg/s。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对苯的传热系数。当苯的流量提高一倍，传热系数有何变化。 解：tm=(80+20)/2=50密度=860kg/m3；比热容 cp=1.80kJ/（kgK）；粘度=0.45mPas；导热系数=0.14W/（mK）408040807953096002014002300230.i.PrRed.30960104508608100203.udRei79. 514. 01045. 0108 . 1Pr33pc苯在平均温度下的物性可由附录查得：2022-5-2281. 03802. 0785. 0

25、86032. 8422ndquiv加热管内苯的流速为： 310281045. 086081. 002. 0Re3udim/s79514010450108133.cPrp408040807953096002014002300230.i.PrRed.1273 W/（m2K）2215212728 .08 .0qq若忽略定性温度的变化，当苯的流量增加一倍时，给热系数为W/（m2K）2022-5-22第第第第第第三三三三三三章章章章章章 热量传递热量传递热量传递热量传递热量传递热量传递4-1总传热系数总传热系数4-2传热的平均温度差传热的平均温度差4-3热交换计算示例热交换计算示例第第第第第第四四四四四

26、四节节节节节节 热交换的计算热交换的计算热交换的计算热交换的计算热交换的计算热交换的计算2022-5-224-1总传热系数总传热系数间壁壁面对冷流体的对流热流量11111T()1wwTA TTA,2()wwmwwmTTATTA,32222()1wwTTA TTA,热流体对壁面的对流热流量间壁内传导的热流量2022-5-22,112211221111wwwwmmmTTTTTTTTTRAAAAAA 式中 K总传热系数，W/(m2K)1122111mKAAAA对于稳定传热 123221111AAARm,112211221111wwwwmmmTTTTTTTTTRAAAAAA 4-1总传热系数总传热系数

27、=KATm2022-5-22当传热面为平面时，A=A1=A2=Am21111K多层复合平壁 21i1111niiK2.圆筒壁的总传热系数圆筒壁的总传热系数当传热面为圆筒壁时，A1A2Am1122111mKAAAA1.平面壁的总传热系数平面壁的总传热系数4-1总传热系数总传热系数2022-5-220000111miiddAdlKdd0000111miiddAdlKdd基于外壁面积的总传热系数计算公式基于外壁面积的总传热系数计算公式oimiiddddKoi11001ddddKmiimm1122111mKAAAAiiooooAAmAAK111iimooAAAAKoo114-1总传热系数总传热系数20

28、22-5-2200()/lnmiiddddd Am、dm换热管的对数平均面积，对数平均直径iiomooddddKRo11ioRRRW污垢热阻AAAAAm2121ln/传热系数用热阻表达当管壁热阻和污垢热阻均可忽略时，0111iK0000111ssimiiddRRKddiiomooddddKRo114-1总传热系数总传热系数2022-5-22 例例 热空气在冷却管管外流过，2=90W/（m2），冷却水在管内流过，1=1000W/（m2）。冷却管外径do=16mm，壁厚b=1.5mm，管壁的=40W/（m）。试求：总传热系数Ko；管外对流传热系数2增加一倍，总传热系数有何变化？管内对流传热系数1增

29、加一倍，总传热系数有何变化？21111moiooddbddK9015 .1416400015. 01316100011 解：=80.8W/（m2 ）3-5-3-101 .111014. 41023. 11=81.1W/（m2 ）2022-5-22 kmW/4 .147902100123. 012oKkmW/3 .8501111. 0131610002112oK 2增加一倍 传热系数增加了82.4% 1增加一倍传热系数只增加了5.6%说明要提高要提高K值，应提高较小的值，应提高较小的2值值。82.4%1008 .808 .80-4 .1475.6%1008 .808 .80-5.382022-5

30、-22恒温差传热：变温差传热： 传热- T恒定不变恒定不变TTTm T T T 0 A - T处处不等处处不等 T1 并流 T2 T T2 T1 0 A Tm与流体流向有关与流体流向有关逆流逆流并流并流错流错流折流折流=KATm4-2传热的平均温度差传热的平均温度差 2022-5-221、逆流和并流时的传热温差、逆流和并流时的传热温差 假定： （1）换热器在稳定情况下操作；（2）流体的比热容均为常量，且传热系数k沿换热面而不变；（3）换热器无热损失 以逆流为例，推导平均温差A T2TT1T2T14-2传热的平均温度差传热的平均温度差 T1T2T1T22022-5-22d=qm,hCp,h dT

31、 = qm,cCp,c d T 冷、热流体热交换的热量衡算式：,ddm h p hm cp cq cq cdTdT常量； 常量,ddm h p hm c p cq cq cdTdT常量； 常量kmTkmTk)(km)(mT-TdTd)(TT12TdAK4-2传热的平均温度差传热的平均温度差 T1,T2T1T2,2022-5-2221TT( T)K TdAd 21A210TT1( T)dAKTTTd 2211TT1lnKTAT 2121TTK AlnTT 2121TTK AK AlnmTTT 2121TTlnmTTT对数平均温度差：当T2 / T1 2时，221TTTm,121TTT,212TT

32、T较大温差记为T2，较小温差记为T112mTTT 当T1T24-2传热的平均温度差传热的平均温度差 2022-5-22并流 T2T1T2T1AT1T2,211TTT,122TTT (,f P R）12,21TTRTT热流体温降冷流体温升,21,11TTPT T冷流体温升两流体初温差2.错流、折流时的传热温差错流、折流时的传热温差 根据根据R、P查图查图逆,mmTT4-2传热的平均温度差传热的平均温度差 2022-5-222022-5-22例例：在一单壳单管程无折流挡板的列管式换热器中，用冷却水将热流体由100冷却至40，冷却水进口温度15，出口温度30，试求在这种温度条件下，逆流和并流的平均温

33、度差。解解 ： 逆流时： 热流体： 40100 冷流体： 15 30 70 251212,lnTTTTTm逆2570ln2570C07 .432022-5-22并流时： 热流体 ：冷流体 ：40100 301585 101212,lnTTTTTm并1085ln1085C035可见：在冷、热流体初、终温度相同的条件下，逆流的平均温度差大。2022-5-22 例例：通过一单壳程双管程的列管式换热器，用冷却水冷却热流体。两流体进出口温度与上例相同，问此时的传热平均温差为多少?又为了节约用水，将冷却水的出口温度提高到35，平均温差又为多少? 解：逆流时 Ctm07 .43，逆1112TTTTP1510

34、01530176. 01221TTTTR1530401000 . 42022-5-222022-5-22 a184查图92. 0逆,mtmtt7 .4392. 0C02 .40又冷却水终温提到350C，逆流时： 25651535401002565ln2565,逆mtC09 .41151001535P235. 0153540100R0 . 3查图得：86. 09 .4186. 0mtC06 .312022-5-224-3热交换计算示例热交换计算示例 例例3-3 在某钢制列管式换热器中，用流量30m3.h-1, 温度为20的冷水，将某石油馏分由90冷却到40 ，已知该馏份的流量为9075kg.h-

35、1 ，平均比定压热容3.35kJ.kg-1.k-1，水在列管换热器的管间与油逆流流动，由模拟实验测得水=1000w.m-2.k-1， 油=1000w.m-2.k-1 钢管的壁厚2.5mm, ，其导热系数=49w.m-1.k-1，试求所需的换热面积为多少？解：mTKA（1）换热量计算)(q21,TTchphm=1.52106kJ.h-12022-5-22（2）冷却水出口温度)(q12,c ,TTccpm21111K(3)平均温差 1212,lnTTTTTm逆逆流时： 热流体： 4090 冷流体： 20 1 .3257.9 20=35.7(4) 总传热系数(5) 总传热面积mTKA1 .321 .

36、3052KTomoiooddddK111i2022-5-22第第第第第第三三三三三三章章章章章章 热量传递热量传递热量传递热量传递热量传递热量传递一、热交换器的分类一、热交换器的分类二、间壁式换热器二、间壁式换热器第第第第第第六六六六六六节节节节节节 热交换热交换热交换热交换热交换热交换器器器器器器2022-5-22一、换热器的分类一、换热器的分类一、换热器的分类一、换热器的分类一、换热器的分类一、换热器的分类管式换热器、板式换热器、特殊形式换热器换热器：热量从一种流体传向另一种流体的设备换热器按用途分类加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器等换热器按传热面形状和结构分类换热器按作用原理分类直接接触式

37、、蓄热式、间壁式、中间载热体式2022-5-222022-5-222022-5-22二、间壁式换热器二、间壁式换热器1.夹套换热器夹套换热器优点： 结构简单缺点： A小 釜内小强化措施： 釜内加搅拌 釜内加蛇管 外循环2022-5-222.蛇管换热器蛇管换热器（1） 沉浸式沉浸式强化措施：容器内加搅拌器，提高K优点：结构简单管内能耐高压缺点：管外小2022-5-22（2） 喷淋式喷淋式优点： 结构简单 管内能耐高压 管外 比沉浸式大缺点： 喷淋不易均匀 占地面积大2022-5-223.套管换热器套管换热器优点： 结构简单 能耐高压 (K)或tm大缺点： 结构不紧凑A/V小 接头多，易漏2022

38、-5-224.列管换热器列管换热器2022-5-22第第第第第第三三三三三三章章章章章章 传量传递传量传递传量传递传量传递传量传递传量传递换热器中传热过程的换热器中传热过程的强化强化第第第第第第六六六六六六节节节节节节 传热过程的强化传热过程的强化传热过程的强化传热过程的强化传热过程的强化传热过程的强化2022-5-22传热过程的强化途径传热过程的强化途径2. 增大平均温度差TmmTKA 加热剂T1或冷却剂T1 两侧变温，尽量采用逆流强化传热，可A 、Tm、K1. 增大传热面积A 增大单位体积内的有效传热面积2022-5-223. 增大总传热系数K)1()1(12211RbRK减小壁、污垢及两侧流体热阻中的主要热阻