第六章传热2 (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 6.7 换热器操作型问题 设计时，主要变动A 操作时，主要变动K, Δtm 1.操作调节 可调节t1,qm2Cp2 ①qm2↑, t2 , T2 ,K ,Q 。 可能性分析： Q能力>Q衡算 Q能力<Q衡算 Q能力=Q衡算 T2↓,t2↓， ↑, Q=qm1Cp1(T1-T2) ↑ qm2调节的极限，qm2→∞，t2极限=t1 ② t1↓,t2 ,T2 ,Q 。 分析： Q=qm1Cp1(T1-T’2) Q=KAΔtm 不增加 KA不变，Δtm应当增加， 操作线应上移 t1↓,t2↓,T2↓, Q =qm1Cp1(T1-T’2) ↑ 输出与输入为线性顺变关系 2. 操作型计算 ①第一类：已知KA,T1,t1, 。求：T2,t2 逆流： 并流： ②第二类：已知：KA,T1,T2,qm1,t1 求：t2,qm2 要试差才能解 原因：计算式的非线性 逆流： 求出t2后 例1 原为单管程167kPa(表) T=130℃, t1=80℃,t2=100℃, 管内流动为湍流,为提高t2 ①改为双管程,t2’=? ②不改双管程，要达到同样t2’,提高T至多少？ 解：①改双管程，流速加倍 α蒸汽>>α有机液 K≈α有机液∝u0.8 , 得t2’=109.5℃ ②仍为单管程, K值不变 得T’=153.6℃ 相当于426kPa(表) 例2 一逆流套管换热器,热空气走管内, 冷水走环隙，热空气一侧传热阻力控制, 冷、热流体进出口温度为t1=30℃, t2=45℃, T1=110℃, T2=80℃。 求：当热空气流量qm1加倍时，T’2, t’2=? 思路：先解旧工况的数群 和 的值， 再用新工况的 和 求T’2,t’2。 解： 新工况：qm1’=2qm1 K≈α1∝qm10.8 因 Δtm=T1-t2’=T2’ -t1 Q’=qm2Cp2(t2’-t1)=K’A(T1-t2’) , t2’=55.1℃ T2’=84.9℃ 6.8 非定态传热 已知：G(kg),qm(kg/s),Cp, t初,t终,T,K,A, 假定管道及换热器的滞留油量可忽略不计，槽内油品温度均匀。 求：τ 解：取dτ时段进行热衡算, 换热器传热量等于槽内油品升温所需热量 化工原理(上册)课程设计 课题：管壳式换热器选型 工艺要求：热流体：有机物T1,T2 处理量qm1 冷流体：水,t1 流程要求： 设计要求： 1.选用一台合适的换热器 2.合理安排管路(阀门、弯头等) 3.选用一台合适的离心泵(用于输送冷却水) 设计报告所含内容： 1．设计任务书 2．初选换热器的尺寸规格 ①选t2(参见209页) ②查冷、热流体物性(附录) ③选流动方式(逆、并、复杂流) ④初估K值(参见225页) ⑤计算热负荷Q, Δtm逆, ψ, Δtm, A估 ⑥按换热器标准初选型号(参见289页) 查定管径、长度、排列等参数, 列成表格 ⑦确定管、壳程通道(参见220页) 3．计算管程的压降和给热系数 ①根据管程流通面积算流速,并对照表6-8,9(可调节管程数), 计Re ②计管程压降(式6-149,150) ③算管程给热系数(式6-41) 4．计算壳程压降和给热系数 ①根据壳程流通面积算流速,并对照表6-8,9(可调节折流板间距) 壳程 ②计算壳程压降(式6-153,154,156) ③算壳程给热系数(式6-144) 5．核算传热系数、传热面