热量衡算电子教案

1、工程2 .传热及设备操作学习任务2换热过程工艺参数确实定计划学时4职业能力目标专业能力社会能力方法能力换热剂品种选择换热剂用量确定换热设备工艺参数确实定团队工作能力沟通能力小组成员的协作能力扩展相应的信息收集能力制定工作计划能独立使用各种媒介完成学 习任务工作结果的评价与反思学习情境描述接到车间主任指令：根据给定的换热场合和换热任务，确定换热剂品种、用量及 换热设备的各种工艺参数。组长接受任务后组织学员通过资讯、计划、决策、实施 和检查、评估等过程完成学习任务。教学环境分析石油化工岗位操作技能实训中心、教材、辅导资料、化工工艺设计手册、化工 单元操作学习光盘、学习软件、可以上网查阅资料的电脑、

2、工作台、拆装工具等教学方法采用角色扮演法交代任务；用引导文和小组讨论法完成决策和计划的制定，采用 任务驱动法实施工作任务。教学组织分组，分工，协作共同完成，分成6个小组，每组6人要做好记录，由各小组长展示学习成果评议各小组展示的学习成果教师对每个小组及每个学生进行监视，做好记录，作为成绩评定的依据。实施步骤资讯热量衡算化工过程的传热问题可分为两类：一类是设计型问题，即根据生产任务和操作条件、选定（或设计） 换热器；另一类是操作型型问鹰、即选择给定换热器的传热量、流体的流量或温度等操作条件，核算换 热器的生产能力。无论哪类计算，都需要进行热量衡算，以计算传热量和截热体的流量。（一）传热量的计算1

3、.热量衡算根据能量守恒定律，在两种流体之间进行稳定传热时，单位时间内热流体放出的热量。执，一定等于冷流体吸收的热量。冷和损失于周围介质中的热量。损两者之和，即。热=。冷+。损（1-1）式中 。热一一热流体放出的热量，kJ Is, JcW；。冷冷流体吸收的热量，kJ Is, JcW；。损热损失，kJ Is,或HV.上式称为传热过程的热量衡算方程式.在生产中，换热器的传热面单位时间传递的热量也称为换热 器的热负荷，表示生产任务对换热器提出的换热要求。假设损失于周围介质的热量来自热流体，那么热负荷 为。冷；假设热损失在冷流体这一方，那么热负荷为。热。在保温良好的换热器中，。损约为。热的2% 5%o热

4、损失可以忽略不计时，式(1-1)可变为。热=。冷(1-2)2.传热量的计算。热和。冷，可以根据以下三种方法，从载热体的流量、比热容、温度变化和焰值计算。1)显热法 假设流体在换热过程中没有相变化，且流体的比热容可视为定值或可取为流体进、出口 平均温度下的比热容时，其传热量可按下式计算。热=热0热(彳 -丁?)(l-3a)。冷=皿冷。冷(21)(l-3b)式中W热、W冷一一热、冷流体的质量流量，kg/s；。热、。冷热、冷流体的比定压热容，kJ / (kg K)：(、T2热流体的进、出口温度，K；弓、t冷流体的进出、进口沮度，Ko注意比热容。热、。冷的求取：一般由冷、热流体进出换热器的平均温度自=

5、仞 + 一)/ 2或，均= +12V 2查得。2)潜热法假设流体在换热过程中仅仅发生恒温相变，其传热量可按下式。执=卬我为(l-4a)、八、。冷二W冷八冷(l-4b)式中热、丫、冷热、冷流体的汽化潜热，kJ/kgo3）熔差法 由于工业换热器中流体的进、出口压力差不大，故可近似为恒压过程.根据热力学定 律，恒压过程热等于物系的焰差，那么有。热=雁（”1一2）Q5a）。冷=叫色2 -1）（ 1 -4b）式中“1、H2热流体的进、出口，kJ / kg；%、人2 -冷流体的进、出口，kJ / kg熔差法计算传热量较为简便，但仅适用于流体的焰值可查取的情况，本教材附录中列出了空气、 水及水蒸气的焰值数据

6、.可供读者参考.对于局部无从查取焰值的流体，那么必须采用上述别的方法来确 定换热器的传热量。4）两步法 假设流体在换热过程中既有相变化又有温度变化，那么可用前两种方法联合起来求取其传 热量，称为两步法，例如：饱和蒸汽冷凝后，冷凝液出口温度低于冷凝饱和温度时,其传热量可用下式 计算。热=W热廉+C热心-72）（1-6）式中一一冷凝液的饱和温度，Ko（-）载热体用量载热体用量即式（13a）中的。热=卬热（“1-”2）卬热和叫，其计算可根据某一载热体的流量及 其状态变化，计算出传热量后，再利用热量衡算方程式计算另一载热体的流量。根据题目给出的条件, 选用潜热法、显热法或焙变法进行计算。实施步骤I计划

7、与决策.引导学生熟悉“学生学习手册2”中的“一”，并完成学习手册中“二”项的“（一）”内容。接受任务完成基础知识学习.监视学生进行小组讨论，并做出决策和计划对学习进行决策制定学习计划（提交计划，组长汇报）对学员的计划进行可行性分析实施步骤学习工作任务的实施教学组织教学内容教学过程设计及时间分配.各组介绍准备情况。.分四组进行换热器工艺参数确实定。.各组指派一名同学介绍本组任务的完成情 况，进行考核。.根据考核情况进行归纳总结：工艺参数确定 的基本原那么和具体方法。.布置下次任务：列管式换热器的选择。学生汇报，同学互动，教师提问，25min 学生进行操作训练练习，120min 通过学生现场讲解进行考核，25min