第六章传热1 (课件)《化工原理第四版》同步教学（化学工业出版社）

第六章传热 6.3 传热过程基本方程式 对微元体作衡算 结合过程特征方程 积分：dA从0→A，d(T-t)从T2-t1→T1-t2 t~A曲线弯向的判别 温差大斜率大 ③两侧均无相变化 操作线—表示同一截面T与t关系 换热器段热量衡算的结果 操作线是直线, 斜率 并流时 , 6.5 保温层的临界半径 问题：保温层是否无论λ大小都是增加热阻的？ 平壁： δ越厚,热阻越大 圆管壁外： δ↑,d3↑, ↑, ↓ 可能出现Rmin 得 λ小的材料包上去总是增加热阻的 λ大的材料包上去可能会减小热阻,增加热损失 圆球壁外呢？ 有类似的问题 dcr=? 例1 某套管换热器用水冷却油，水流量qm2=4000 kg/h，进口温度t1=25℃，出口温度t2=40℃，油进口温度T1=110℃，出口温度T2=75℃，逆流操作，传热面积A=5m2。 求：传热系数K 解： Δt1=T1-t2=110-40=70℃ Δt2=T2-t1=75-25=50℃ ℃ 强化传热的途径 ①加大面积A ②提高流速, 增强湍动, 提高α ③提高温差推动力Δtm 例2 热水空冷 例2 热水空冷 α2A2↑, KA↑ 关于Δtm 思考：① Δt1=Δt2时, Δtm =？ ②当Δt1为有限值， Δt2 →0时，Δtm→？ ③T1,T2,t1,t2一定时,是按并流方式操作的Δtm大还是逆流的Δtm大？ 当Δt1+Δt2 =C时, 两者越接近, 平均值越大 ④ Δtm受小的一端温差影响大些 例6 Δtm值的比较 Δt1 Δt2 Δtm Δtm-Δtm原 5 50 19.5 Δt1加1 6 50 20.8 1.3 Δt2加1 5 51 19.8 0.3 6.6 换热器的计算 热量衡算式 传热基本方程式 变量：Q,qm1,qm2,K,A,T1,T2,t1,t2 9个变量,3个等式,以热物料冷却为例 设计型计算：已知：qm1,T1,T2,t1,选t2,K 求：qm2,Q,A 操作型计算：①已知：A,qm1,qm2,T1,t1,K 求：T2,t2, ②已知：A,qm1,T1,T2,t1,K 求：qm2,t2,(试差) 极限问题讨论： 逆流时, A→∞, 一定, T2=?, t2=? T2=t1?,t2=T1? qmCp为有限值, Q为有限值 Q=KAΔtm, 只能Δtm →0 当 , t2max=T1 当 , T2min=t1 当 时呢？ 并流时, A→∞, 一定, T2=?, t2=? Q=KAΔtm, 只能Δtm →0 T2=t2 换热器设计计算 复杂流动时的Δtm, 如：单壳程, 双管程 工程上处理 Δtm =ψΔtm逆 ψ修正系数 设计时ψ <0.8,可 认为流型不合适 225页 设计计算中的选择 ----依据：技术上可行, 经济上优化 1.评价换热器好坏的主要指标：Δp, K 2.冷却水出口温度选择： t2选大了, 易结垢, Δtm小, A↑, 设备费用大； t2选小了, qm2用量大, 操作费用大。 经济上权衡定t2。一