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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1、传热的基本方式有哪些？复习提问 t t1 t2 0 b x2、边界层是对流传热的主要热阻所在。ttwQ3、第2页/共27页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）重点重点第3页/共27页一、换热器简介 1 1、分类 第4页/共27页2、间壁式换热器第5页/共27页第6页/共27页第7页/共27页第8页/共27页列管式换热器第9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：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2、总传
2、热速率方程第11页/共27页3、tm的计算1）恒温差传热2）变温差传热第12页/共27页 tm的计算（逆、并流）（逆、并流）第13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。tm的计算工程上，为了快速计算，tm常用下述方法：第14页/共27页解：1）Q Q热=W=W苯CpCp苯（T1-T1-T2T2）=1.251.9(80-40)=95KW=1.251.9(80-40)=95KWQ Q冷=W=W水CpCp水（t2-t1t2-t1）=W=W水4.2(50-20)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
3、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/m2K，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2）Q=Q热=Q冷=KATm Q热=Q冷 W水=0.75Kg/s第16页/共27页例2 2：一单程列管式换热器，苯在换热器内流动，流量为1.5Kg/s1.5Kg/s，由8080冷却到30 30 。冷却水在管间和苯作逆流流动，水进口温度20 20 ，出口温度50 50 ，已知苯的平均比热为1.9 1.9 KJ/K
4、gK ，基于外表面积的总传热系数K K为490 490 W/m2K ，换热器的热损失可忽略，试求：1 1）传热速率为多少Kw?Kw?2 2）对流平均温度差为多少？3 3）该列管换热器的传热面积为多少？第17页/共27页2）18.18 3）80302050解：1）Q=QQ=Q =Ws =Ws*CpCp*(T(T1 1T T2 2)=1.51.9(80 =1.51.9(8030)30)=142.5 KW =142.5 KW 第18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15 15 和80 80 ，液体的进、出口温度分别为150 150 和75 75 。现因换热任务要
5、求液体的出口温度降至70 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 1）该换热器换热任务改变后，水的出口温度为多少度？2 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 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 t出=84.3=84.3 关键）（tCW）（CW）（CW）（CW15758070150
6、75150-=-出水水水水液液液液第20页/共27页2）未改变前：150 75 80 15 Tm=65改变后：150 70 84.3 15Tm=60.35 3)改变前：Q=KA Tm=W液C液（150-75）改变后：Q=KATm=W液C液（150-70）第21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/m3。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/mW/m2 2 。试求此换热器所需管数及单管长度（用算术平均值）。(200
7、3年）80305020苯水练习第22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 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/KgKJ/Kg ，苯蒸气的冷凝给热系数为1.4 KW/mW/m2 2 ，液苯的给热系数为1.2 KW/mW/m2 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/mW/m2 2 。换热器的总传热面积为5.97m2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/m2 。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/m2 ，水蒸气的冷凝潜热为2234KJ/Kg。列管换热器的管束由252mm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页第26页/共27页感谢您的观看。第27页/共27页