换热器部分总结

1、第四章总结11、传热的基本方式及特点(三种)2、多层平壁与多壁圆筒壁导热计算3、流体无相变，在圆形管道内强制湍流时的对流传热系数的计算4、传热系数K的计算5、热负荷计算6、平均温度差计算7、传热面积计算一、主要内容2二、主要计算公式（1）ttb11A+b22A+b33Ai=1Ri3Q =2l（t1- t4）1lnr2r12lnr3r2+13lnr4r3（2）3Q = qm1cp1(T1-T2) = qm2cp2(t2-t1)（3）（4）Q=KA tm（5）tm =t1-t2t1lnt2（6）41K1=11+Rd1+bd1dm+Rd2d1d2+d12d2 当传热壁为平壁或薄壁管时：（7）以传热面

2、积A1为基准的总传热系数：1K=11+Rd1+b+Rd2+125 当传热壁热阻和污垢热阻可忽略不计时：1K=11+126例题：1、流量为360kgh的某气体冷凝成饱和液体，冷却水在管内流动，其进出口温度分别为20和30，选传热系数K为1000W/m2，现有装36根长1.5m192mm钢管的列管换热器，核算下面的问题：（1）此换热器是否合适；（2）管程数是否合适；（3）求管内冷水的。已知气体沸点78，冷凝潜热为920kJ/kg，水密度1000kg/m，粘度0.001pa.s，导热系数0.6W/m.，比热4.18kJ/kg.。7解：Q = qm (360/3600) 9201000 =92000W

3、78782030584858 - 48ln5848=52.8 计算所需换热面积和实际换热器的换热面积:A0 = Q/(K0tm )=92000/(100052.8） = 1.74m2tm =t1-t2t1lnt2=Q = K0A0 tm8A实=nd0L=363.140.01915=3.2m2A实A0 则换热器面积能满足要求。由管程流体的流速确定管程数：Q = qmcp(t3-t1)=qm4.181000(30-20) =92000(无能量损失，冷流体吸收能量热流体放出能量）qm0=2.2kg/s qv = 0.0022m3/su=qv/A=0.0022/0.7850.015236 =0.4m/

4、s0.5m/s9流速太低，低于水的经验流速（0.5m/s）因此换热器不能为单程应为双程，此时流速增加一倍u0.8m/s双程：=0.023(/d) (Re)0.8(Pr)0.4Re = du/ =(0.0140.81000)/0.001 =11200Pr = cp/ =(4.1810000.001)/0.6=6.970则= 0.023(0.6/0.014) 112000.8 6.970.4 =3719W/m2.Re为双程Re为单程Re/Re=u/u=2 /=(Re/ Re )0.8=20.8=1.74102、用空气冷却某混合气的列管换热器，空气入口、出口温度为25、345，空气流量7200 kg

5、/h，平均比热为kJ / kg.，混合气进口温度为800 ，流量5760kg/h，换热器的总传热系数为35w/m2. ，两流体呈并流流动。求此换热器的传热面积、管数。已知：管径252.5mm管长m，混合物的物性与空气相似，空气比热kJ / kg. 。11Q = qm1cp1(T1-T2) = qm2cp2(t2-t1)7200/360011000(345-25) = 5760/360011000(800-T2)则T2=400 解： 并流8004002534577555775- 55ln77555=272 tm =t1-t2t1lnt2=12Q = KA tmA = Q/(K0 tm )=640

6、000/(35272） = 67.2m2用平均直径A=dln =3.140.02254nn=238根用外径计算：A=dln=3.140.0254n=67.2 n=214根133、套管换热器内管直径为893.5mm，流量为2000kg/h的苯在内管内由80 冷却到50 ，冷却水在环隙从15升至35 ，苯与水的对流传热系数1 、2分别为230w/m2. 、290w/m2 ，忽略污垢热阻。求：（1）冷却水消耗量； （2）逆流时所需操作面积。 已知：苯Cp1=1.86kJ / kg. ； 水Cp2=4.178kJ / kg. 。14解：苯t=(80+50)/2=65 水t=(15+35)/2=25 Q

7、=3.1104w 冷却水消耗量qm2=0.37kg/s管壁较薄，污垢热阻可忽略:1K=11+b+121230+0.003545+1290=127w / m2.k逆流tm=39.8A=Q/(K tm) = 6.13m215P200.29: 换热器的实际换热面积：A=3.140.025337=8.71m2Q冷凝300/3600351.7103 =29308WQ冷却=300/36000.984103 (46-10)2952WQ29308+2952=32260W求冷凝水的量：32260=qm冷水4.18103(32-5) qm冷水0.29kg/s4632t105L16求t : 2952=0.294.1

8、8103(t-5) t=7.4分别求冷凝段和冷却段的平均温度差:46107.4538.6-5ln 38.6/5冷却段=16.445tm =冷凝段4646327.438.6-14ln 38.6/14=24.2638.6tm =1438.617Q = KA tmA冷却= Q/(Ktm) = 2952/(16.44174) =1.03m2A冷凝=29308/(24.26291) =4.15m2A总1.03+4.15=5.18m28.7m2 此换热器适合用。18某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为100mm，其导热系数分别为0.9W/（m）及0.7W/（m）。待操作稳定后，测得炉

9、膛的内表面温度为700，外表面温度为130。为了减少燃烧炉的热损失，在普通砖外表面增加一层厚度为40mm、导热系数为0.06W/（m）的保温材料。稳定后，又测得炉内表面温度为740，外表面温度为90。设两层砖的导热系数不变。试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几？19解：加保温层前单位面积炉壁的热 损失为q: 此时为双层平壁的热传导，其导热速率方程为： W/m2q1加保温层后单位面积炉壁的热损失为: 此时为三层平壁的热传导，其导热速率方程为：20 故加保温层后热损失比原来减少的百分数为：q2=q1-q2q121 有一列管式换热器，由38根25mm2.5mm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。22第四章习题答案4-1 3004-4 （1）绝热砖两块（460mm）（2）t4=34.9 4-6 14184W4-9 =18.3W/m2 =31.9W/m2