,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,间壁式换热器的传热过程分析,间壁式换热器的传热过程分析,1,换热器及有关计算,复习课,理解间壁式换热器的传热过程,第1页/共27页,换热器及有关计算复习课第1页/共27页,2,1、,传热的基本方式有哪些？,复习提问,t,t,1,t,2,0 b x,2、,边界层是对流传热的主要热阻所在。,t,t,w,Q,3、,第2页/共27页,1、传热的基本方式有哪些？复习提问 t t1,3,目的和要求,了解常见换热器的结构、特点,理解、掌握有关传热计算（传热速率、传热系数、平均温度差、传热面积）,重点,第3页/共27页,目的和要求了解常见换热器的结构、特点重点第3页/共27页,4,一、,换热器简介,1,、分类,第4页/共27页,一、换热器简介 1、分类 第4页/共27页,5,2,、间壁式换热器,第5页/共27页,2、间壁式换热器第5页/共27页,6,第6页/共27页,第6页/共27页,7,第7页/共27页,第7页/共27页,8,第8页/共27页,第8页/共27页,9,列管式换热器,第9页/共27页,列管式换热器第9页/共27页,10,二、间壁式换热器的传热过程分析,1,、三个串联传热环节,：,热流体侧的对流传热,间壁的导热,冷流体侧的对流传热,第10页/共27页,二、间壁式换热器的传热过程分析1、三个串联传热环节：,11,2,、总传热速率方程,第11页/共27页,2、总传热速率方程第11页/共27页,12,3,、,t,m,的计算,1,）恒温差传热,2,）变温差传热,第12页/共27页,3、tm的计算1）恒温差传热2）变温差传热第12页,13,t,m,的计算,（逆、并流）,（逆、并流）,第13页/共27页,tm的计算（逆、并流）（逆、并流）第13页/共27页,14,若流动非逆并流，如错流、折流，则,t,m,需采用相应的计算式。,t,m,的计算,工程上，为了快速计算，,t,m,常用下述方法：,第14页/共27页,若流动非逆并流，如错流、折流，则tm需采用相应的计算式。,15,解：,1,）,Q,热,=W,苯,Cp,苯,（,T1-T2,）,=1.251.9(80-40)=95KW,Q,冷,=W,水,Cp,水,（,t2-t1,）,=W,水,4.2(50-20),例,1,、,在单程列管式换热器中，冷却水和苯作逆流流动，水进口温度为,20,，出口温度不超过,50,。苯的流量为,1.25kg/s,，由,80,冷却到,40,。并根据相似工艺条件设定,K,为,470W/m,2,K,，热损失可忽略。苯的平均比热为,1.9KJ/KgK,，水的平均比热为,4.2 9KJ/KgK,。试求：,1,）冷却水的消耗量；,2,）所需要的换热器的传热面积。（,99,年高考）,第15页/共27页,解：1）Q热=W苯Cp苯（T1-T2）=1.251.9(,16,2,）,Q=Q,热,=Q,冷,=KATm,Q,热,=Q,冷,W,水,=0.75Kg/s,第16页/共27页,2）Q=Q热=Q冷=KATm Q热=Q冷 W水=0.,17,例,2,：一单程列管式换热器，苯在换热器内流动，流量为,1.5Kg/s,，由,80,冷却到,30,。冷却水在管间和苯作逆流流动，水进口温度,20,，出口温度,50,，已知苯的平均比热为,1.9,KJ/KgK,，基于外表面积的总传热系数,K,为,490,W/m,2,K,，换热器的热损失可忽略，试求：,1,）传热速率为多少,Kw?,2,）对流平均温度差为多少？,3,）该列管换热器的传热面积为多少,？,第17页/共27页,例2：一单程列管式换热器，苯在换热器内流动，流量为1.5Kg,18,2,）,18.18,3,）,80,30,20,50,解：,1,）,Q=Q,=Ws,*,Cp,*,(T,1,T,2,),=1.51.9(80,30),=142.5 KW,第18页/共27页,2）18.18 3）80302050解：1）Q=Q第18,19,1,、,在一逆流换热器中，用水冷却某液体，水的进、出口温度分别为,15,和,80,，液体的进、出口温度分别为,150,和,75,。现因换热任务要求液体的出口温度降至,70,，假定水和液体进口温度、流量及物性均不变化，换热器热损失忽略不计，对数平均温度差可用算平均温度差代替。试求：,1,）该换热器换热任务改变后，水的出口温度为多少度？,2,）换热任务改变前后，该换热过程的平均温度差分别为多 少度,3,）该换热器换热面积增加为原来的多少倍？才能满足新的换热任务。,练习,第19页/共27页,1、在一逆流换热器中，用水冷却某液体，水的进、出口温度分别为,20,解：,1,）,未改变前：,Q,放,=W,液,C,液,（,150-75,），,Q,吸,=W,水,C,水,（,80-15,）,Q,放,=Q,吸,改变后：,Q,放,=W,液,C,液,（,150-70,），,Q,吸,=W,水,C,水,（,t,出,-15,）,Q,放,=Q,吸,t,出,=84.3,关键,）,（,t,C,W,）,（,C,W,）,（,C,W,）,（,C,W,15,75,80,70,150,75,150,-,-,=,-,-,出,水,水,水,水,液,液,液,液,第20页/共27页,解：1）未改变前：Q放=W液C液（150-75），Q吸=W水,21,2,）,未改变前：,150 75,80 15,Tm=65,改变后：,150 70,84.3 15,T,m=60.35,3),改变前：,Q=KA Tm=W,液,C,液,（,150-75,）,改变后：,Q,=KA,Tm,=W,液,C,液,（,150-70,）,第21页/共27页,2）未改变前：150 753)改变前：Q=KA T,22,2,、,某列管式换热器，由多根,252.5mm,的钢管束组成，将某液体由,20,加热到,55,，其流量为,15000Kg/h,，管内流速为,0.5m/s,，比热为,1.76,，密度为,858Kg/m,3,。加热剂为,130,的饱和水蒸汽在管外冷凝，已知基于外表面的传热系数为,765,W/m,2,。试求此换热器所需管数及单管长度（用算术平均值）。,(2003,年）,80,30,50,20,苯,水,练习,第22页/共27页,2、某列管式换热器，由多根252.5mm的钢管束组成，将某,23,小结,1,、,热负荷,平均温度差,2,、间壁式换热器,第23页/共27页,小结1、热负荷平均温度差2、间壁式换热器第23页/共27页,24,1,、欲在直立式单程列管换热器的壳方将流量为,0.35Kg/s,、温度为,80,的苯蒸汽冷凝并冷却至,30,。苯的冷凝潜热为,394KJ/Kg,，液苯的比热为,1.8,KJ/Kg,，苯蒸气的冷凝给热系数为,1.4 K,W/m,2,，液苯的给热系数为,1.2 K,W/m,2,。冷却水在管内与苯逆流流动，其温度由,20,升至,30,，给热系数为,1717,W/m,2,。换热器的总传热面积为,5.97m,2,试计算：,1,）冷却水的流量,2,）该换热器能否满足要求,作业,第24页/共27页,1、欲在直立式单程列管换热器的壳方将流量为0.35Kg,25,2,、在一单程列管式换热器中，流量为,10000Kg/h,的某种溶液在管内流动，由,15,被加热到,100,，其比热为,4.18 KJ/Kg,，对流传热系数为,600 W/m,2,。温度为,110,的饱和水蒸气在管外冷凝成同温度的水，其对流传热系数为,12000 W/m,2,，水蒸气的冷凝潜热为,2234KJ/Kg,。列管换热器的管束由,25,2mm,的,160,根不锈钢管组成，不锈钢的导热系数为,17 W/m,。若忽略污垢热阻及换热器热损失，试求：加热蒸汽的流量，,Kg/h,；列管长度。,第25页/共27页,2、在一单程列管式换热器中，流量为10000Kg/h的某种溶,26,第26页/共27页,第26页/共27页,27,感谢您的观看。,第27页/共27页,感谢您的观看。第27页/共27页,28,