4.4传热过程计算（课件）《化工原理（第五版）》同步教学（化学工业出版社）

1 4.4 传热过程计算 1 热量衡算 01 传热平均温度差 02 总传热系数 03 壁温计算 04 传热计算 05 单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。您的内容已经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表述；但请您尽可能提炼思想的精髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。正如我们都希望改变世界，希望给别人带去光明，但更多时候我们只需要播下一颗种子，自然有微风吹拂，雨露滋养。恰如其分地表达观点，往往事半功倍。当您的内容到达这个限度时，或许已经不纯粹作用于演示，极大可能运用于阅读领域；无论是传播观点、知识分享还是汇报工作，内容的详尽固然重要，但请一定注意信息框架的清晰，这样才能使内容层次分明，页面简洁易读。如果您的内容确实非常重要又难以精简，也请使用分段处理，对内容进行简单的梳理和提炼，这样会使逻辑框架相对清晰。 目录 3 第四节 传热过程计算 返回 传热速率方程式 式中 Q──传热速率，W； tm──两流体的平均温度差，℃； A──传热面积，m2； K──总传热系数，W/(m2·℃) 。 3 4 一、热量衡算 忽略热损失, Q1=Q2 冷流体 qm2 t1，cp2，h1 t2 h2 热流体 qm1 T1，Cp1，H1 T2 H2 4 5 无相变时 纯 冷 凝 相变+加热 5 6 （一）恒温传热 （二）变温传热 tm与流体流向有关 二、传热平均温度差 逆流 并流 错流 折流 6 7 1、 逆流与并流 t2 t1 T1 T2 t1 t2 T1 T2 t2 t A t1 T2 T1 逆流 t2 t A t1 T2 T1 并流 7 8 以逆流为例推导tm 假设：（1）稳态流动，qm1、 qm2为常数； （2）cp1、cp2为常数； （3）K沿管长不变化； （4）热损失忽略不计。 A T2 t1 t2 T1 dT dt dA t2 t1 t=T-t 对于微元： 2、平均温度差 8 9 T1 T2 t2 t1 Q 而 9 10 逆流、并流均适用； 当t2/t1<2，则可用算术平均值。 ——对数平均温度差 10 11 3、折流和错流的平均温度差 查图  < 1  tm< tm逆 ——  > 0.9 若  < 0.8 ，温差损失大，传热不稳定； 应改变流型 11 12 4、流向的选择 （1）所需传热面积 逆流优于并流 （2）载热体消耗量 加热任务：t1t2 （T2并）min=t2 （T2逆）min=t1 逆流优于并流 12 13 （3）温度差分布 逆流时的温度差分布更均匀。 T2 并流 T1 t1 t2 t1 t2 T1 T2 逆流 （4）并流操作适用热敏性物料、粘稠物料等的加热， 或生产工艺要求温度不能过高或过低的场合。 13 14 三、总传热系数 K——总传热系数，W/(m2·K) tw Tw 管内对流 管外对流 导热 冷流体 热流体 t T dQ dQ1 dQ3 dQ2 （一）圆筒壁的总传热系数计算式 14 15 管内对流 管外对流 管壁热传导 稳态传热 15 16 K1——以外表面为基准的总传热系数，W/(m2.K) dm——对数平均直径，m 以内表面为基准： d1/d2<2 可用算术平均值 讨论： 以外表面为基准 (dA=dA1) 16 17 （二）污垢热阻 Rd1、Rd2——传热面两侧的污垢热阻，(m2·K)/W 17 18 dA=dA1=dA2=dAm 讨论： （三）平壁与薄壁管的总传热系数计算 或 若 则 当1、 2相差较大时： 若 则 或 提高较小，提高K 若污垢热阻与壁阻可忽略时，有 18 19 四、壁温计算 稳态传热 （1）大，b/Am小（壁阻小）tWTW 19 20 TW接近于T，即大(热阻小)侧流体的温度 （3）两侧有污垢 （2）当tW=TW 20 21 五、传热计算 总传热速率方程 热量衡算式 (热负荷) 无相变 有相变 应用条件： 定态流动，qm为常数； cP为常数； K为常数； 忽略热损失。 21 22 1. 设计型计算 已知：qm1、T1、T2（生产任务），t1、qm2等 求：传热面积A或校核换热器是否合适 步骤 :（1）计算热负荷； （2）计算tm； （3）计算1、2及K； （4）计算A 若 A实 >A计