陶文铨传热学B课件

第九章主要复习内容1、角系数的定义及性质※相对性※可加性※完整性第九章主要复习内容1、角系数的定义及性质※相对性※可加性※完12、角系数的代数分析法由三个非凹表面组成的闭合系统角系数：两个相对的非凹表面角系数：2、角系数的代数分析法由三个非凹表面组成的闭合系统角系数：两24、两黑体表面封闭系统的辐射传热3、有效辐射与投入辐射的定义5、两个漫灰表面组成的封闭腔的辐射传热4、两黑体表面封闭系统的辐射传热3、有效辐射与投入辐射的定义36、简化形式简化形式1

：平面或凸表面简化形式2

：两个平行平板简化形式3：大空间小物体6、简化形式简化形式1：平面或凸表面简化形式2：两个平行4第十章传热过程分析与换热器的热计算第十章传热过程分析与换热器的热计算5§10.1传热过程的分析和计算1、通过平壁的传热过程计算§10.1传热过程的分析和计算1、通过平壁的传热过程计算62、通过圆筒壁的传热过程计算2、通过圆筒壁的传热过程计算7以Ao为基准面以Ao为基准面8加保温层3、临界热绝缘直径加保温层3、临界热绝缘直径9§10.2换热器的类型1、换热器分类换热器定义：分类：间壁式：换热器内冷、热流体由壁面隔开。混合式：换热器内冷、热流体直接接触、互相混合来实现热量交换。

蓄热式：冷、热两种流体依次交替地流过换热器的同一换热面（蓄热体）实现非稳态的热量交换。

用来使热量从热流体传到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置。§10.2换热器的类型1、换热器分类换热器定义：分类：间10

由内外管套在一起构成，结构简单、牢固可靠、可串并联使用，传热面积有限，传热量小。2、间壁式换热器的主要形式套管式换热器由内外管套在一起构成，结构简单、牢固可靠、可串并联使11管壳式换热器

由管子和外壳构成。

管壳式换热器结构牢固可靠、耐高温高压。管壳式换热器由管子和外壳构成。管壳式换热器结构牢固12陶文铨传热学B第10章课件13肋片管式换热器

由带肋片的管束构成的换热装置。

肋片管式换热器适用于管内液体和管外气体之间的换热，且两侧表面传热系数相差较大的场合。

肋片管式换热器由带肋片的管束构成的换热装置。14板翅式换热器

由金属板和波纹板形翅片层叠、交错焊接而成。

板翅式换热器结构紧凑、传热系数高。

板翅式换热器由金属板和波纹板形翅片层叠、交错焊接而成15板式换热器

由若干片压制成型的波纹状金属板叠加而成。板式换热器传热系数高、阻力相对较小、结构紧凑。

123456板式换热器由若干片压制成型的波纹状金属板叠加而成。板16陶文铨传热学B第10章课件17螺旋板式换热器

由两块金属板卷制而成。

螺旋板式换热器传热性能较好、制造工艺简单，但承压、密封性能较差。

螺旋板式换热器由两块金属板卷制而成。螺旋板18陶文铨传热学B第10章课件19§10.3换热器传热过程平均温差的计算

1、简单顺、逆流换热器平均温差的计算顺流换热器注：热流体角标1冷流体角标2入口参数′出口参数〞§10.3换热器传热过程平均温差的计算1、简单顺、逆流20热平衡方程：传热方程：三个基本方程：微分方程无散热损失时热平衡方程：传热方程：三个基本方程：微分方程无散热损失时21假设：适用于简单逆流、顺流对数平均温差假设：适用于简单逆流、顺流对数平均温差22陶文铨传热学B第10章课件23陶文铨传热学B第10章课件242、其它复杂布置时平均温差的计算实际温升理论温升温差修正系数2、其它复杂布置时平均温差的计算实际温升理论温升温差修正系数25壳侧1程，管侧2，4，6，

程时的温差修正系数

壳侧1程，管侧2，4，6，程时的温差修正系数26壳侧2程，管侧4，8，12，

程时的温差修正系数

壳侧2程，管侧4，8，12，程时的温差修正系数27交叉流，两侧流体都不混合时的温差修正系数

交叉流，两侧流体都不混合时的温差修正系数28交叉流，一侧混合、一侧不混合时的温差修正系数

交叉流，一侧混合、一侧不混合时的温差修正系数29§10.4间壁式换热器的热设计

1、设计类型与设计方法设计类型设计计算：校核计算：根据给定设计工况，设计新换热器，确定换热面积对已有换热器，确定其非设计工况下的换热能力设计方法平均温差法传热单元数法§10.4间壁式换热器的热设计1、设计类型与设计方法设302、换热器设计的平均温差法（1）初步布置换热面，并计算出相应的传热系数k。（2）根据给定条件，求待定温度。（3）计算平均温差，查找温度修正系数。（4）由传热方程求出面积A，并核算两侧流动阻力。（5）流阻过大，则改变设计方案。设计计算步骤：设计计算已知条件：通常给定qm1c1、qm2c2以及4个温度中的3个，求k、A。2、换热器设计的平均温差法（1）初步布置换热面，并计算出相应31（1）先假设一个流体的出口温度，按热平衡求另一出口温度。（2）根据4个温度计算平均温差△tm。（3）根据结构，算出相应工作条件下的传热系数k。（4）已知kA和△tm

，用传热方程求假设传热量Фht。（5）根据4个温度，用热平衡式求假设传热量Фhb。（6）比较Фht

与Фhb，二者不符，则重新假设一个出口温度，重复1-6的步骤，直到二者接近程度满足计算精度。校核计算步骤：校核计算已知条件：通常给定qm1c1、qm2c2、t1′、t2′、

A，利用三个基本方程解其余未知量。（1）先假设一个流体的出口温度，按热平衡求另一出口温度。校核32例1：设计计算已知：求：（1）若为此换热器为逆流换热，A=?（2）若此换热器为<1-2>型管壳式换热器，A=?例1：设计计算已知：求：（1）若为此换热器为逆流换热，A=33解：（1）根据热平衡方程逆流根据传热方程A=0.78m2Ф=70kW（2）<1-2>型管壳式换热器需求温差修正系数ψ查得ψ=0.94根据传热方程A=0.83m2解：（1）根据热平衡方程逆流根据传热方程A=0.78m2Ф=34例2：校核计算求：已知：逆流换热器例2：校核计算求：已知：逆流换热器35第九章主要复习内容1、角系数的定义及性质※相对性※可加性※完整性第九章主要复习内容1、角系数的定义及性质※相对性※可加性※完362、角系数的代数分析法由三个非凹表面组成的闭合系统角系数：两个相对的非凹表面角系数：2、角系数的代数分析法由三个非凹表面组成的闭合系统角系数：两374、两黑体表面封闭系统的辐射传热3、有效辐射与投入辐射的定义5、两个漫灰表面组成的封闭腔的辐射传热4、两黑体表面封闭系统的辐射传热3、有效辐射与投入辐射的定义386、简化形式简化形式1

：平面或凸表面简化形式2

：两个平行平板简化形式3：大空间小物体6、简化形式简化形式1：平面或凸表面简化形式2：两个平行39第十章传热过程分析与换热器的热计算第十章传热过程分析与换热器的热计算40§10.1传热过程的分析和计算1、通过平壁的传热过程计算§10.1传热过程的分析和计算1、通过平壁的传热过程计算412、通过圆筒壁的传热过程计算2、通过圆筒壁的传热过程计算42以Ao为基准面以Ao为基准面43加保温层3、临界热绝缘直径加保温层3、临界热绝缘直径44§10.2换热器的类型1、换热器分类换热器定义：分类：间壁式：换热器内冷、热流体由壁面隔开。混合式：换热器内冷、热流体直接接触、互相混合来实现热量交换。

蓄热式：冷、热两种流体依次交替地流过换热器的同一换热面（蓄热体）实现非稳态的热量交换。

用来使热量从热流体传到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置。§10.2换热器的类型1、换热器分类换热器定义：分类：间45

由内外管套在一起构成，结构简单、牢固可靠、可串并联使用，传热面积有限，传热量小。2、间壁式换热器的主要形式套管式换热器由内外管套在一起构成，结构简单、牢固可靠、可串并联使46管壳式换热器

由管子和外壳构成。

管壳式换热器结构牢固可靠、耐高温高压。管壳式换热器由管子和外壳构成。管壳式换热器结构牢固47陶文铨传热学B第10章课件48肋片管式换热器

由带肋片的管束构成的换热装置。

肋片管式换热器适用于管内液体和管外气体之间的换热，且两侧表面传热系数相差较大的场合。

肋片管式换热器由带肋片的管束构成的换热装置。49板翅式换热器

由金属板和波纹板形翅片层叠、交错焊接而成。

板翅式换热器结构紧凑、传热系数高。

板翅式换热器由金属板和波纹板形翅片层叠、交错焊接而成50板式换热器

由若干片压制成型的波纹状金属板叠加而成。板式换热器传热系数高、阻力相对较小、结构紧凑。

123456板式换热器由若干片压制成型的波纹状金属板叠加而成。板51陶文铨传热学B第10章课件52螺旋板式换热器

由两块金属板卷制而成。

螺旋板式换热器传热性能较好、制造工艺简单，但承压、密封性能较差。

螺旋板式换热器由两块金属板卷制而成。螺旋板53陶文铨传热学B第10章课件54§10.3换热器传热过程平均温差的计算

1、简单顺、逆流换热器平均温差的计算顺流换热器注：热流体角标1冷流体角标2入口参数′出口参数〞§10.3换热器传热过程平均温差的计算1、简单顺、逆流55热平衡方程：传热方程：三个基本方程：微分方程无散热损失时热平衡方程：传热方程：三个基本方程：微分方程无散热损失时56假设：适用于简单逆流、顺流对数平均温差假设：适用于简单逆流、顺流对数平均温差57陶文铨传热学B第10章课件58陶文铨传热学B第10章课件592、其它复杂布置时平均温差的计算实际温升理论温升温差修正系数2、其它复杂布置时平均温差的计算实际温升理论温升温差修正系数60壳侧1程，管侧2，4，6，

程时的温差修正系数

壳侧1程，管侧2，4，6，程时的温差修正系数61壳侧2程，管侧4，8，12，

程时的温差修正系数

壳侧2程，管侧4，8，12，程时的温差修正系数62交叉流，两侧流体都不混合时的温差修正系数

交叉流，两侧流体都不混合时的温差修正系数63交叉流，一侧混合、一侧不混合时的温差修正系数

交叉流，一侧混合、一侧不混合时的温差修正系数64§10.4间壁式换热器的热设计

1、设计类型与设计方法设计类型设计计算：校核计算：根据给定设计工况，设计新换热器，确定换热面积对已有换热器，确定其非设计工况下的换热能力设计方法平均温差法传热单元数法§10.4间壁式换热器的热设计1、设计类型与设计方法设652、换热器设计的平均温差法（1）初步布置换热面，并计算出相应的传热系数k。（2）根据给定条件，求待定温度。（3）计算平均温差，查找温度修正系数。（4）由传热方程求出面积A，并核算两侧流动阻力。（5）流阻过大，则改变设计方案。设计计算步骤：设计计算已知条件：通常给定qm1c1、qm2c2以及4个温度中的3个，求k、A。2、换热器设计的平均温差法（1）初步布置换热面，并计算出相应66（1）先假设一个流体的出口温度，按热平衡求另一出口温度。（