化工原理教学资料:总结第四章课件
21页1、内管的表面积:,传热总结 一、传热方式 1、传热:指物体内部或之间因温差而进行的 热量传递; 2、传热机理:热传导、热对流、热辐射 3、套管换热器:由两根直径不同的直管套在一起 构成,冷热流体分别在内管和 环隙流动;,4、传热速率Q( J/s或W) 热流密度q( J/sm2或 W/m2),5、总传热速率方程,二、热传导,1、 傅立叶定律,2、 壁面热传导,定义:指物体内部分子、原子、电子等微粒的热运动 产生的热传递现象称为热传导;,(2)多层平壁的热传导,(1)单层平壁的热传导,(3)单层圆筒壁的热传导,(4)多层圆筒壁的热传导,3.讨论 (1) 平壁热传导:各处的Q和q均相等,(2) 圆筒壁热传导:不同半径处Q相等,q却不等,三、对流传热,1、对流传热机理 有效层流膜模型的概念,热阻集中与层流膜内。,2、对流传热速率方程,对流传热系数(膜系数) (W/m2),定义:指流体内部质点作宏观位移和混合等相对位移;,对流传热特征数:,注意事项:适用范围、定性温度、特征尺寸l,3、影响对流传热系数的因素,流体物性、流体对流起因、流体流动状态、 传热面、流体相态变化,4、对流传热的特征数(准数)
2、关联式,5、无相变时流体在管内的强制对流 (1)流体湍流时圆形直管内的,定性温度:,特性尺寸l:圆管为内径d1、非圆管为当量直径de,传热指数n:,流体被加热时:n0.4 流体被冷却时:n0.3,其他条件不变,流速或管径变化时:,适用范围: 低黏度10000、 0.760,应用条件:,(2)强制湍流时非圆形直管内的,当量直径法:用de代d1,u用实际A流通计算,如套管环隙 :,(3)流体在列管换热器壳程的流动 管程:流体在管内流动 壳程:流体在管壳间流动,四、总传热方程计算,1、两流体间的热量衡算,(1)流体无相变时,(2)流体有相变时,2.对数平均温度差tm,t1、t2指换热器进、出口流体的温度差, 温差较大记为t1、温差较小记为t2, 当t1/t22,(1)恒温传热(蒸汽冷凝与液体沸腾之间),(2)变温传热,热流体为蒸汽冷凝,冷流体为液体沸腾,(3)流向选择(逆流优于并流),当热冷流体的进、出口温度 (T1、T2)、(t1、t2)相同时:,并流传热,逆流传热,3. 总传热系数K计算,(2)平壁与薄壁管的K计算,传热壁为平壁与薄壁管时,传热壁热阻、污垢热阻可忽略时,(1)污垢热阻时K计算, 如21、不计壁阻,如12、 不计壁阻,结论: K接近小一侧流体的值,(3)K与关系的分析,(4)壁温的计算,当 tW=TW :,TW接近于T,即大、热阻小的侧流体的温度,4、换热器的传热计算,
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