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课件网) 第三章 传 热 第3章 传热 Heat transfer 一、 间壁传热过程： 热量: 热流体 冷流体 th tc th,w tc,w Q Q 3.3 间壁传热 各部分传热速率方程： 管内侧流体： 管壁导热： 管外侧流体 ：对稳态传热 热流体 冷流体 th tc th,w tc,w Q Q 式中，K — 总传热系数，W/m2·K。 注意： K 与 S 对应，选Si、Sm 或 S0 式中 Q－－传热速率，W； q－－热通量，W/m2； K－－比例系数，称为传热系数，W/(m2·K)； S－－传热面积，m2； Δtm－－换热器的传热推动力，或称传热平均温度差，K； R=1/(KS)－－换热器的总热阻，K/W； R'=1/K－－换热器的总热阻， m2·K/W。 传热系数K K — 传热系数，表示换热设备性能的重要参数 K的物理意义:当冷热两流体之间的温度差为1℃时,在单位时间内通过单位传热面积的传热量. K的来源： 实验测定； 取生产实际的经验数据； 计算求得。 化工过程的传热问题可分为两类：一类是设计型问题，即根据生产要求，选定（或设计）换热器；另一类是操作型问题，即计算给定换热器的传热量、流体的流量或温度等。两者均以传热基本方程为基础。下面以设计型问题为例分析解决传热问题要涉及到的有关内容。 对于一定的传热任务，确定换热器所需传热面积是选择（或设计）换热器的主要任务。由传热方程式可知，要计算传热面积，必须先求得传热速率 Q、传热平均温度差Δtm以及传热系数K，这些项目的求取涉及到热量衡算、传热推动力、各种传热方式的规律等有关理论和计算。 二、热负荷的计算 (一)热负荷与传热速率 1、热负荷：换热器单位时间内冷热流体所交换的热量。 传热速率：单位时间内通过传热面传递的热量。 2、热负荷与传热速率的区别： 热负荷是生产上要求换热器单位时间传递的热量，是换热器的生产任务。传热速率是换热器单位时间能够传递的热量，是换热器的生产能力，主要由换热器自身的性能决定。为保证换热器完成传热任务，应使换热器的传热速率大于至少等于其热负荷。 (二)热量衡算与热负荷的确定 1、热量衡算 以单位时间为基准 Qh=Qc+QL Qh ———热流体放出的热量，kJ/s或kW Qc ———冷流体吸收的热量，kJ/s或kW QL ———热热损失，kJ/s或kW 2、热负荷的确定 若忽略热损失，热负荷取Qh或Qc 若有热损失，哪种流体走管程，就应取哪种流体的传热量作为换热器的热负荷。 3、热负荷的计算方法 （1）焓差法 Qh=qm,h(H1-H2) Qc=qm,c(h2-h1) 若无热损失， Qh= Qc 0℃的液体的焓为零J/kg 蒸汽的焓取0℃的液体的焓为零J/kg作计算基准。 此法使用时受到限制，有些液体的焓很难查到。 （2）显热法（无相变时） Qh=qm,hCp,h(T1-T2) Qc=qmcCp,c(t2-t1) 若无热损失， Qh= Qc Cp,h、 Cp,c：冷热流体进出口温度范围内的平均比热，亦是进出口平均温度下的比热。 （3）潜热法（有相变） Qh=qm,hγh Qc=qm,cγc 若无热损失， Qh= Qc 注意：a.通过上式可计算载热体或冷流体的热量。 b.若有热损失 Q= Qc= Qh+ QL 热损失在热流体一侧 Q= Qh= Qc+ QL 热损失在冷流体一侧 三、传热温度差的计算 当用传热基本方程式计算整个换热器的传热速率时，必须使用整个传热面积上的平均温差。 传热平均温度差的大小及计算方法与换热器中两流体的相互流动方向及温度变化情况有关。换热过程中，热流温度沿程降低，冷流温度沿程升高，故冷热流体温度差在换热器表面各点不同。 换热器中两流体间有不同的流动型式 。 若两流体的流动方向相同，称为并流；若两流体的流动方向相反，称为逆流；若两流体的流动方向垂直交叉，称为错流；若一流体沿一方向流动，另一流体反复折流，称为简单折流；若两流体均作折流，或既有折流，又有错流，称为复杂折流。 当两流体在换热过程中均只发生相变时， ... ...
