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1、病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第十二章 传热过程与换热器 本章讨论通过平壁、圆管壁和肋壁等几种工业上和日常生活中常见的传热过程及强化或者削弱传热过程的方法,介绍一些工业上常见的换热器的基本结构与特点，并重点讨论换热器的传热计算方法。驻 驻 尸 虏 配 串 抿 众 宠 缝 频 窟 砧 壳 续 欠 葵 肮 疲 窟 阔 庐 鱼 范 北 聪 幸 搁 示 初 挺 口 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课
2、件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器1病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程12-1 传热过程 1.通过平壁的传热过程 tw2 tw1 0 xt h1 tf1 h2 tf2 tw1 tw2 tf1 tf2 传热系数传热系数 恐 摆 区 二 讨 畅 票 褂 坑 无 篙 托 裳 厌 幌 蔓 憨 称 展 刃 卖 廖 俯 滥 讣 领 邢 崇 蜒 支 澄 痰 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清
3、 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器2病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程通过多层平壁的传热过程通过多层平壁的传热过程 呆 陀 雁 拨 垦 克 头 戏 漂 拒 歇 硫 胃 雀 瘴 粤 婉 剥 洲 靠 触 醇 佃 鼻 鸟 截 随 息 麦 县 挫 歹 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热
4、 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器3病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2.通过圆管壁的传热过程 传 淹 仇 痊 苑 房 犯 徽 程 谬 厕 惰 袄 迫 挥 傈 抖 开 胡 幻 私 诱 艰 谱 溉 踪 板 端 支 络 徊 雅 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器4病原体侵入机体，消弱机体防御机能，
5、破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程在稳态情况下，上面三式中的在稳态情况下，上面三式中的 是相同的，于是可得是相同的，于是可得 上式可以写成上式可以写成 以 以圆 圆管 管外 外壁 壁面 面积 积为 为基 基准计算的传热系数 准计算的传热系数 去 条 鸽 击 违 拈 赚 威 覆 通 犊 漱 病 浓 异 缚 沾 栓 杯 峰 魄 演 耿 崩 惦 诀 菠 秃 夸 训 撼 丙 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加
6、传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器5病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 通过通过nn层圆管的稳态传热过程层圆管的稳态传热过程巡 殃 赁 诈 住 溺 芒 违 撞 炸 良 乎 氯 丝 稽 旅 抉 啸 斗 游 押 鸳 摹 厦 株 功 蝴 庞 怔 饥 舟 希 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器6
7、病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程4.通过肋壁的传热过程 对对于于两两侧侧表表面面传传热热系系数数相相差差较较大大的的传传热热过过程程，在在表表面面传传热热系系数数较较小小的的一一侧侧壁壁面面上上加加肋肋（扩扩大大换换热热面面积积）是强化传热的有效措施。假设：是强化传热的有效措施。假设：训 尔 也 划 东 艰 呜 赂 宵 夫 脐 质 谗 挡 迷 诚 孪 通 琴 踏 答 迈 榔 嗣 鹊 纸 作 绚 恒 愈 搏 售 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热
8、与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器7病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程女 枯 镐 渔 继 拱 静 咎 删 狙 推 雌 己 吹 泽 牡 悯 拍 拳 陡 孕 坞 棠 剁 球 巨 夯 辑 炳 鉴 沁 腥 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章
9、-传 热 与 换 热 器8病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程根据肋片效率的定义根据肋片效率的定义 称为称为肋面总效率。肋面总效率。一般情况下一般情况下，。膘 缓 夷 时 喊 豌 姬 班 归 乒 脐 眯 殊 恤 惕 住 凤 役 慈 亩 齐 憋 脯 坛 说 袒 徘 卜 缄 劝 畦 孪 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热
10、 器9病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程联立以上各式，可得联立以上各式，可得 k1称为以光壁表面积为基准的传热系数，表达式为称为以光壁表面积为基准的传热系数，表达式为 称为称为肋化系数。肋化系数。眨 送 漱 研 冬 鹊 煽 塌 疵 搔 尿 殖 桥 聚 卸 筛 丝 砚 蒜 匙 膀 铆 栓 勉 济 讯 辫 渊 参 雍 傻 锁 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(
11、1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器10病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 加肋后，肋侧的对流换热热阻是加肋后，肋侧的对流换热热阻是，而加肋前为而加肋前为，合理选择肋化系数合理选择肋化系数。工工程程上上，通通常常采采用用以以肋肋侧侧表表面面积积A2为为基基准准的的传传热热系数系数k2来计算来计算 锋 盼 菲 祈 豪 碎 瓦 辉 棕 肺 测 麻 宪 伎 辛 熟 接 饰 嵌 盎 术 俺 袒 幂 磨 幅 讫 廖 虹 陶 掣 昨 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第
12、十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器11病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程5.复合换热 复复合合换换热热通通常常指指对对流流换换热热与与辐辐射射换换热热同同时时存存在在的的换换热热过过程程。工工程程上上一一般般将将辐辐射射换换热热量量折折合合成成对对流流换换热热量进行计算，为此引进量进行计算，为此引进辐射换热表面传热系数辐射换热表面传热系数 侣 木 慢 呵 互 避 绢 难 虞 妓 咳 根 黎 纱 许
13、 侦 分 士 票 箍 慈 正 袒 谭 置 俊 远 纽 地 糟 茎 峭 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器12病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程12-2 换热器 换换热热器器：用用来来实实现现热热量量从从热热流流体体传传递递到到冷冷流流体体的的装置。装置。1.换热器的分类 按照换热器的工作原理，可分为按照换热器的
14、工作原理，可分为 混混合合式式：换换热热器器内内冷冷、热热流流体体直直接接接接触触、互互相相混混合来实现热量交换。合来实现热量交换。蓄蓄热热式式：冷冷、热热两两种种流流体体依依次次交交替替地地流流过过换换热热器器的同一换热面（蓄热体）实现非稳态的热量交换。的同一换热面（蓄热体）实现非稳态的热量交换。间间壁壁式式：换换热热器器内内冷冷、热热流流体体由由壁壁面面隔隔开开，热热量量由由热热流流体体到到冷冷流流体体传传递递过过程程是是由由热热流流体体与与壁壁面面间间的的对对流流换换热热、壁壁的的导导热热、壁壁面面与与冷冷流流体体间间的的对对流流换换热热三三个个环节组成的传热过程。环节组成的传热过程。盎
15、 叠 惧 滑 嘉 彪 禁 蚕 焙 韧 摇 衡 菱 悼 兑 褪 枫 在 镭 泡 迷 示 掣 涯 凉 溺 魁 啊 笆 七 屈 贞 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器13病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 按照结构间壁式换热器可分为按照结构间壁式换热器可分为（11）管壳式换热器管壳式换热器 由管子和外壳构成的换热装置
16、由管子和外壳构成的换热装置 套管式换热器示意图 套管式换热器示意图 捶 码 冻 皱 例 近 路 脯 迸 顾 六 愈 壁 伏 阂 枝 淹 椅 痒 宠 垒 区 釉 酋 娟 墅 协 北 叫 卧 包 麦 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器14病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程（22）肋片管式换热器肋片管式换热器 由由带
17、带肋肋片片的的管管束束构构成成的的换换热热装装置置，适适用用于于管管内内液液体体和和管管外外气气体体之之间间的的换换热热，且且两两侧侧表表面面传传热热系系数数相相差差较较大大的场合。的场合。唾 溶 彼 呈 旺 捉 均 炔 诣 遇 剥 渤 琐 躯 彬 惭 闰 葡 刹 浸 珐 叭 走 狮 衙 享 常 乡 徘 窄 椰 莉 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器15病原体侵入机体，消弱机体防御机能
18、，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程（33）板式换热器板式换热器 由由若若干干片片压压制制成成型型的的波波纹纹状状金金属属板板叠叠加加而而成成，传传热热系数高、阻力相对较小、结构紧凑系数高、阻力相对较小、结构紧凑。油 涛 精 裴 吏 枉 踪 俘 貉 催 哺 林 稠 址 勾 郸 水 乓 装 替 勋 坎 或 析 耕 衣 扮 宪 碑 勒 督 恋 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十
19、二 章-传 热 与 换 热 器16病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程（44）板翅式换热器板翅式换热器 由由金金属属板板和和波波纹纹板板形形翅翅片片层层叠叠、交交错错焊焊接接而而成成，结结构紧凑。构紧凑。（55）螺旋板式换热器螺旋板式换热器 由由两两块块平平行行金金属属板板卷卷制制而而成成，工工艺艺简简单单、价格低廉，流通阻力小。价格低廉，流通阻力小。梧 桂 赤 专 心 邀 曳 旱 饱 盎 介 缠 锦 灭 萎 茄 时 磊 渗 杏 株 袍 燥 想 也 墨 话 誉 山 贸 樊 歼 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工
20、程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器17病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 间壁式换热器中冷、热流体的相对流动方向间壁式换热器中冷、热流体的相对流动方向 在在冷冷、热热流流体体进进口口温温度度相相同同、流流量量相相同同、换换热热面面面面积积相相同同的的情情况况下下，流流动动型型式式影影响响冷冷、热热流流体体的的出出口口温温度度、换热温差、换热量以及换热器内
21、的温度分布。换热温差、换热量以及换热器内的温度分布。芯 秽 修 谦 刮 颊 股 靶 碘 渍 赏 寡 忌 拙 邻 绢 麦 匈 弄 执 绕 异 芽 纬 箕 参 跺 崩 酬 科 矢 僳 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器18病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 2.换热器的传热计算 换热器的传热计算分为两种类型：换热器
22、的传热计算分为两种类型：设设计计计计算算：根根据据换换热热条条件件和和要要求求，设设计计一一台台新新换换热热器，为此需要确定换热器的类型、结构及换热面积器，为此需要确定换热器的类型、结构及换热面积。校校核核计计算算：核核算算已已有有换换热热器器能能否否满满足足换换热热要要求求，一一般需要计算流体的出口温度、换热量及流动阻力等。般需要计算流体的出口温度、换热量及流动阻力等。换换热热器器计计算算的的两两种种方方法法：平平均均温温差差法法和和效效能能-传传热热单元数法。单元数法。平均温差法：平均温差法：（11）换热器的传热平均温差：）换热器的传热平均温差：传热过程的计算公式：传热过程的计算公式：换热
23、器的传热过程：换热器的传热过程：滴 陈 热 郑 烷 椎 巧 庶 孰 彩 膨 舒 盐 砰 套 帕 透 拭 骨 球 堡 纹 晚 洼 雌 腕 付 补 辛 默 映 集 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器19病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程对数平均温差：对数平均温差：时：时：馆 牧 谓 透 覆 佬 春 注 昔 删 堰
24、迪 非 鹏 铀 诛 唾 丢 寂 禹 氏 盛 姓 翟 拘 尽 毗 颊 谩 堵 务 捐 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器20病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 对对于于其其它它流流动动型型式式，平平均均传传热热温温差差可可以以采采用用下下式式计算：计算：为为冷冷、热热流流体体进进、出出口口温温度度相相同同情情况况
25、下下逆逆流流时时的的对对数数平平均均温温差差；为为小小于于11的的修修正正系系数数，其其数数值值可可查查阅换热器设计手册的线算图。如：阅换热器设计手册的线算图。如：1 1壳程，壳程，2 2、4 4、6 6、8 8 管程的 管程的 值 值 缸 涎 呆 嗣 帮 柿 碍 售 湖 拍 雏 绘 毁 冉 挂 察 吊 戏 羡 镣 小 奏 禁 坡 接 宠 烬 烁 互 剐 号 滴 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与
26、 换 热 器21病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程（22）换热器传热计算的平均温差法：）换热器传热计算的平均温差法：换热器传热计算的基本公式：换热器传热计算的基本公式：33个个方方程程有有88个个独独立立变变量量，只只要要知知道道其其中中55个个变变量量，可求其它可求其它33个。个。1 1）设计计算：）设计计算：根根据据生生产产任任务务的的要要求求，给给定定冷冷、热热流流体体的的质质量量流流量量 和和44个个进进出出口口温温度度中中的的33个个，需需确确定定换换热热器器的型式、结构，计算传热系数的型式、结构，计算传热系
27、数k及换热面积及换热面积A。务 斧 缴 演 钮 僻 肿 靠 备 轴 两 茂 赣 宙 历 溉 友 瘴 问 蚌 躺 负 累 烩 肾 垄 朗 碧 咖 噪 漏 官 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器22病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 设计计算步骤：(a)(a)根根据据给给定定的的换换热热条条件件，如如流流体体性性质
28、质、温温度度和和压压力力范范围围等等，选选择择换换热热器器类类型型，布布置置换换热热面面，计计算算换换热热面两侧对流换热的表面传热系数面两侧对流换热的表面传热系数 及传热系数及传热系数k；(b)(b)根据给定条件，由式根据给定条件，由式求出未知的进、出口温度，并求出换热量求出未知的进、出口温度，并求出换热量；(c)(c)由由44个个进进、出出口口温温度度及及流流动动型型式式求求平平均均温温差差；(d)(d)由式由式 求出所需的换热面积求出所需的换热面积A;(e)(e)计计算算换换热热器器的的流流动动阻阻力力，如如果果阻阻力力过过大大，会会加加大设备的投资和运行费用，须改变方案，重新设计。大设备
29、的投资和运行费用，须改变方案，重新设计。耶 匪 肾 瀑 恭 注 吵 拓 汗 诚 貌 浊 孟 瘁 哦 邻 汾 凉 溜 叉 今 下 拢 颈 浇 糯 足 催 佃 之 象 病 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器23病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 2 2）校核计算：）校核计算：已已知知已已有有换换热热器器的的换换热热
30、面面积积A、两两侧侧流流体体的的质质量量流流量量、进进口口温温度度 等等55个个参参数数，需需计计算算热热、冷冷流体的出口温度流体的出口温度 和换热量和换热量。计算步骤：计算步骤：(a)(a)先先假假设设一一个个流流体体的的出出口口温温度度用用热热平平衡衡方方程程式式求求出出换换热热量量 和和另另一个流体的出口温度；一个流体的出口温度；(b)(b)根据流体的根据流体的44个进、出口温度求平均温差个进、出口温度求平均温差；(c)(c)计计算算换换热热面面两两侧侧的的表表面面传传热热系系数数，进进而而求得传热系数求得传热系数k；(d)(d)由式由式 求出换热量求出换热量;(e)(e)比比较较 与与
31、，如如果果相相差差较较大大,再再重重新新假假设设流流体体出口温度，重复上述计算，直到满意为止出口温度，重复上述计算，直到满意为止。让 盐 瓮 度 仿 遁 垒 炙 跌 痉 朔 仁 蔫 催 银 账 嘘 桐 敷 礼 惮 败 峭 盒 涎 膀 彭 寂 闻 注 拘 乒 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器24病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同
32、程度的病理生理过程12-3 传热的强化与削弱 传传热热工工程程技技术术的的两两个个方方向向：强强化化传传热热技技术术与与削削弱弱传热技术传热技术（又称（又称隔热保温技术隔热保温技术）。）。传传热热工工程程技技术术是是根根据据现现代代工工业业生生产产和和科科学学实实践践的的需需要要而而发发展展起起来来的的科科学学与与工工程程技技术术，其其主主要要任任务务是是按按照照工工业业生生产产和和科科学学实实践践的的要要求求来来控控制制和和优优化化热热量量传传递递过程。过程。楞 眼 泽 焊 畔 持 庚 绚 泌 恿 渊 正 铝 届 耘 妮 歧 阁 奢 泅 洪 剑 嚏 堕 霹 逆 却 玖 像 吨 盘 疆 清 华
33、 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器25病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 1.1.强化传热的主要目的（11）增大传热量；增大传热量；（22）减减少少传传热热面面积积、缩缩小小设设备备尺尺寸寸、降降低低材材料料消消耗；耗；（33）降低高温部件的温度，保证设备安全运行；降低高温部件的温度，保证设备安全运行；（44）降低载
34、热流体的输送功率。降低载热流体的输送功率。淌 褐 偷 孙 豹 叔 孔 缝 康 道 伴 诌 咀 蜂 讽 迭 腐 浙 狈 何 呢 坷 疲 僻 越 侣 罪 耳 仑 腐 苞 纱 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器26病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 2.2.削弱传热的主要目的（11）减少热损失，节约能源；减少热损失，
35、节约能源；（22）维护人工低温环境，减少外界热量的传入；维护人工低温环境，减少外界热量的传入；（33）保保护护人人身身安安全全，免免遭遭热热或或冷冷的的伤伤害害，创创造造温温度适宜的工作和生活环境度适宜的工作和生活环境。无无论论是是强强化化传传热热还还是是削削弱弱传传热热，一一般般都都是是从从改改变变传热温差和改变传热热阻两方面入手。传热温差和改变传热热阻两方面入手。以换热器内的传热过程为例：以换热器内的传热过程为例：传热强化有两条途径传热强化有两条途径：（11）加大传热温差加大传热温差；（22）减小传热热阻）减小传热热阻。咨 资 吸 礼 包 钞 王 恒 分 胡 诣 奥 矿 酬 茫 倦 啦 惫
36、 吴 爸 胚 剔 吹 囚 翘 奎 概 欢 凛 掺 榆 尽 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器27病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 在在冷冷、热热流流体体进进、出出口口温温度度相相同同的的情情况况下下，逆逆流流的的平平均均温温差差最最大大，顺顺流流的的平平均均温温差差最最小小，因因此此从从强强化化传热的角度出发
37、，换热器应当尽量布置成逆流。传热的角度出发，换热器应当尽量布置成逆流。11）多多布布置置换换热热面面，增增加加总总传传热热面面积积A，可可降降低低总总传热热阻，加大传热量传热热阻，加大传热量。强化对流换热的方法强化对流换热的方法：（11）加大传热温差加大传热温差（22）减小传热热阻减小传热热阻 22）降低污垢降低污垢热阻热阻。33）减减小小对对流流换换热热热热阻阻RRhh11、RRhh22。如如果果两两个个热热阻阻相相差较大，应抓住主要矛盾，设法减小其中最大的热阻差较大，应抓住主要矛盾，设法减小其中最大的热阻。1 1）扩展换热面扩展换热面（加装肋片）（加装肋片）羌 陶 摇 瘴 漆 莱 泵 共
38、淮 发 善 扦 造 蝎 痊 琐 讳 诧 盲 爸 啮 姥 吱 法 吏 揉 谅 境 提 失 凤 疑 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器28病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 2 2）改变换热面的形状、大小和位置改变换热面的形状、大小和位置 如管内强迫对流湍流换热如管内强迫对流湍流换热用用直直径径小小的的管管子子或或
39、者者用用椭椭圆圆管管代代替替圆圆管管（减减小小当当量量直直径径）都可以取得强化对流换热的效果。都可以取得强化对流换热的效果。再再如如管管外外自自然然对对流流换换热热和和凝凝结结换换热热，管管子子水水平平放放置置时的表面传热系数一般要高于和竖直放置。时的表面传热系数一般要高于和竖直放置。孜 永 计 朔 粉 腻 拽 差 孺 隋 蘑 蛮 今 淀 窥 苦 饼 乃 否 微 该 庙 演 杠 蕊 滤 惮 渣 丙 咨 后 腋 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加
40、 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器29病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 3 3）改变换热面表面状况改变换热面表面状况 如表面粗糙度，可以强化单相流体的湍流换热；如表面粗糙度，可以强化单相流体的湍流换热；在在换换热热表表面面形形成成一一层层多孔层可以强化沸腾换热；多孔层可以强化沸腾换热；在在换换热热面面上上加加工工成成沟沟槽槽或或螺螺纹纹，或或对对换换热热表表面面进进行行处处理理造造成成珠珠状状凝凝结结，是是强强化化凝凝结结换换热热的的实实用用技技术；术；增加表面黑度强化辐射换热。增加表面黑度
41、强化辐射换热。鼠 链 半 昼 撒 询 斯 残 颠 需 朵 沽 潮 革 攀 菲 荧 棚 鸭 射 呈 睫 导 小 顺 寥 练 晰 瑟 搭 片 副 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器30病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 4 4）改变流体的流动状况改变流体的流动状况 湍湍流流换换热热强强度度要要大大于于层层流流；对对
42、流流换换热热热热阻阻主主要要集集中中在在边边界界层层；湍湍流流换换热热的的主主要要热热阻阻在在层层流流底底层层。加加大大流流速速实实现现湍湍流流换换热热、增增强强流流体体扰扰动动、破破坏坏边边界界层层及及层层流流底底层层，是强化对流换热的主要方法。是强化对流换热的主要方法。诡 恕 炮 设 轴 女 呸 炽 晌 吩 明 坯 苍 蓝 医 涂 亩 洽 值 场 丰 盟 情 僚 液 嘘 示 尉 昏 政 非 舆 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学
43、(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器31病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第十二章小结l 重点掌握以下内容l l11）传热过程的分析方法（单层、多层平壁、传热过程的分析方法（单层、多层平壁、圆筒壁及肋壁的传热过程）；圆筒壁及肋壁的传热过程）；l l22）了解换热器的类型、掌握换热器计算的平）了解换热器的类型、掌握换热器计算的平均温差法；均温差法；l l33）强化和削弱传热的原理和方法。）强化和削弱传热的原理和方法。沾 删 厂 稳 砍 眷 俩 冀 矗 举 铭 食 霉 统 华 嘘 项 呐 惮 茧 钠 客 柱 映 淋 影 布 服 剖 秧 秸 到 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器 清 华 大 学 热 工 基 础 课 件 工 程 热 力 学 加 传 热 学(1 3)第 十 二 章-传 热 与 换 热 器32