CH4傳熱過程-打印

1、第四章第四章 傳熱過程傳熱過程第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 傳導(dǎo)傳熱傳導(dǎo)傳熱第三節(jié)第三節(jié) 對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱第四節(jié)第四節(jié) 熱交換的計(jì)算熱交換的計(jì)算第五節(jié)第五節(jié) 熱交換器熱交換器第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、一、化工生產(chǎn)中的傳熱過程（包含傳熱和保溫）化工生產(chǎn)中的傳熱過程（包含傳熱和保溫）1、化工生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)要控制適宜的溫度范圍：、化工生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)要控制適宜的溫度范圍：（1 1）放熱反應(yīng)的熱量要通過換熱移除。）放熱反應(yīng)的熱量要通過換熱移除。（2 2）吸熱反應(yīng)需提供足夠的熱量。）吸熱反應(yīng)需提供足夠的熱量。（3 3）反應(yīng)原料要預(yù)熱，產(chǎn)物要冷卻。）反應(yīng)原料要預(yù)熱，產(chǎn)物要冷卻。2、很多化工單元操作

2、是在換熱條件下進(jìn)行的：、很多化工單元操作是在換熱條件下進(jìn)行的：蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥、精餾等。蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥、精餾等。3、節(jié)約能源，合理使用能源：、節(jié)約能源，合理使用能源：（1 1）熱流體保溫、低溫條件的保持。）熱流體保溫、低溫條件的保持。（2 2）生產(chǎn)中余熱、廢熱的有效利用。）生產(chǎn)中余熱、廢熱的有效利用。二、二、傳熱的基本方式傳熱的基本方式1、傳導(dǎo)傳熱：、傳導(dǎo)傳熱：物體溫度較高的分子因熱而振動(dòng)，并與相鄰分子碰物體溫度較高的分子因熱而振動(dòng)，并與相鄰分子碰撞，而將能量傳遞給相鄰分子，順序地將熱量從高撞，而將能量傳遞給相鄰分子，順序地將熱量從高溫向低溫部分傳遞。溫向低溫部分傳遞。u 特點(diǎn)：沒有分子的宏

3、觀相對(duì)位移。如固體傳熱特點(diǎn)：沒有分子的宏觀相對(duì)位移。如固體傳熱2、對(duì)流傳熱：、對(duì)流傳熱：由于流體質(zhì)點(diǎn)變動(dòng)位置并相互碰撞，能量較大的質(zhì)由于流體質(zhì)點(diǎn)變動(dòng)位置并相互碰撞，能量較大的質(zhì)點(diǎn)與能量較低的質(zhì)點(diǎn)相互混合，使熱量從高溫向低點(diǎn)與能量較低的質(zhì)點(diǎn)相互混合，使熱量從高溫向低溫傳遞。溫傳遞。u 自然對(duì)流：溫度差，密度差，自然移動(dòng)。自然對(duì)流：溫度差，密度差，自然移動(dòng)。u 強(qiáng)制對(duì)流：外力強(qiáng)制對(duì)流：外力( (攪拌等攪拌等) )使流體質(zhì)點(diǎn)相對(duì)位移。使流體質(zhì)點(diǎn)相對(duì)位移。3、輻射傳熱：、輻射傳熱：熱物體以波的形式向四周散發(fā)輻射能，輻射遇到另熱物體以波的形式向四周散發(fā)輻射能，輻射遇到另外的物體時(shí)，被全部或部分地吸收并重

4、新轉(zhuǎn)變成熱外的物體時(shí)，被全部或部分地吸收并重新轉(zhuǎn)變成熱能的傳熱方式。能的傳熱方式。u 溫度越高，輻射出去的熱能越大。溫度越高，輻射出去的熱能越大。u 不用任何介質(zhì)作媒介。不用任何介質(zhì)作媒介。實(shí)際生產(chǎn)中的傳熱，并非單獨(dú)以某種方式進(jìn)行，實(shí)際生產(chǎn)中的傳熱，并非單獨(dú)以某種方式進(jìn)行，往往是多種方式同時(shí)進(jìn)行。往往是多種方式同時(shí)進(jìn)行。三、三、傳熱中的一些基本物理量和單位傳熱中的一些基本物理量和單位1、熱量、熱量Q：?jiǎn)挝唬簡(jiǎn)挝唬簁gm2s-2，Nm，J，kJ，cal，kcal1cal=4.186 J2、傳熱速率（熱流量）、傳熱速率（熱流量）：?jiǎn)挝唬簡(jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳遞的熱量。時(shí)間內(nèi)傳遞的熱量。單位：?jiǎn)挝唬篧，kca

5、l h-11kcal h-1 =1.163WQ3、熱流密度（傳熱強(qiáng)度）、熱流密度（傳熱強(qiáng)度）q：?jiǎn)挝唬簡(jiǎn)挝唬篧 m-2 ， kgs-3QqA單位時(shí)間單位面積傳遞的熱量。單位時(shí)間單位面積傳遞的熱量。6、潛熱：?jiǎn)挝涣浚ㄙ|(zhì)量或物質(zhì)的量）物質(zhì)在、潛熱：?jiǎn)挝涣浚ㄙ|(zhì)量或物質(zhì)的量）物質(zhì)在發(fā)生相變發(fā)生相變時(shí)時(shí) 伴隨的熱量變化。伴隨的熱量變化。單位：?jiǎn)挝唬?J kg-1， J moj-1汽化熱、冷凝熱、升華熱、溶解熱、結(jié)晶熱等汽化熱、冷凝熱、升華熱、溶解熱、結(jié)晶熱等計(jì)算：計(jì)算：Q=H m 或或 Q=Hm n4、恒壓比熱容、恒壓比熱容cp、cpm：?jiǎn)挝涣课镔|(zhì)恒壓下升溫：?jiǎn)挝涣课镔|(zhì)恒壓下升溫1K所需熱量。所需熱量。

6、單位：?jiǎn)挝唬?cp J kg-1 K-1 cpm J mol-1 K-1 5、顯熱：?jiǎn)挝涣浚ㄙ|(zhì)量或物質(zhì)的量）物質(zhì)在等壓時(shí)、顯熱：?jiǎn)挝涣浚ㄙ|(zhì)量或物質(zhì)的量）物質(zhì)在等壓時(shí)變溫變溫伴伴 隨的熱量變化。隨的熱量變化。單位：?jiǎn)挝唬?J計(jì)算：計(jì)算：Q=m cp t 或或 Q=n cpm t 潛熱和顯熱的區(qū)別：相變，溫變潛熱和顯熱的區(qū)別：相變，溫變四、定態(tài)四、定態(tài)傳熱和非傳熱和非定態(tài)定態(tài)傳熱傳熱1、定態(tài)傳熱、定態(tài)傳熱：傳熱面上各點(diǎn)的溫度不隨時(shí)間改變的傳熱。傳熱面上各點(diǎn)的溫度不隨時(shí)間改變的傳熱。u只考慮傳熱面上某一點(diǎn)的情況，各點(diǎn)溫度可不同。只考慮傳熱面上某一點(diǎn)的情況，各點(diǎn)溫度可不同。u定態(tài)傳熱時(shí)，單位時(shí)間的傳熱

7、量定態(tài)傳熱時(shí)，單位時(shí)間的傳熱量不變。不變。u連續(xù)穩(wěn)定的操作時(shí)大多是定態(tài)傳熱。連續(xù)穩(wěn)定的操作時(shí)大多是定態(tài)傳熱。2、非定態(tài)傳熱、非定態(tài)傳熱：傳熱面上各點(diǎn)的溫度隨時(shí)間而改變的傳熱。傳熱面上各點(diǎn)的溫度隨時(shí)間而改變的傳熱。u非定態(tài)傳熱時(shí)，不同的單位時(shí)間的傳熱量不同。非定態(tài)傳熱時(shí)，不同的單位時(shí)間的傳熱量不同。u間歇操作時(shí)大多是非定態(tài)傳熱。間歇操作時(shí)大多是非定態(tài)傳熱。第二節(jié)第二節(jié) 傳導(dǎo)傳熱傳導(dǎo)傳熱一、熱傳導(dǎo)基本方程一、熱傳導(dǎo)基本方程-傅立葉定律傅立葉定律 1、傅立葉定律傅立葉定律 ：tQA dtdQAdd 對(duì)于微元：對(duì)于微元：dtdQAdd 引入比例系數(shù)：引入比例系數(shù)：u 負(fù)號(hào)是因?yàn)闊崃總鬟f方向與溫度升高方

8、向相反。負(fù)號(hào)是因?yàn)闊崃總鬟f方向與溫度升高方向相反。u 比例系數(shù)比例系數(shù)為導(dǎo)熱系數(shù)，單位：為導(dǎo)熱系數(shù)，單位：W Wm m-1-1k k-1-1, , J Jm m-1-1k k-1-1s s-1-1u dt/ddt/d：溫度梯度，：溫度梯度，K/mK/m；導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù): :是物質(zhì)導(dǎo)熱性能的標(biāo)志，是物理性質(zhì)之一。是物質(zhì)導(dǎo)熱性能的標(biāo)志，是物理性質(zhì)之一。一般來說：一般來說： 金屬金屬非金屬固體非金屬固體液體液體 氣體氣體.導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)的值越大，表示其導(dǎo)熱性能越好的值越大，表示其導(dǎo)熱性能越好的物理意義為：的物理意義為：當(dāng)溫度梯度為當(dāng)溫度梯度為1K/m1K/m時(shí)，每秒鐘通過時(shí)，每秒鐘通過1m1m2

9、 2的導(dǎo)熱面積而傳導(dǎo)的熱量，的導(dǎo)熱面積而傳導(dǎo)的熱量，其單位為其單位為W/mW/mK K或或W/mW/m。金屬金屬 2.32.3420 w/m420 w/mK K 建筑材料建筑材料 0.250.253 w/m3 w/mK K 液體液體 0.090.090.6 w/m0.6 w/mK K 氣體氣體 0.0060.0060.4 w/m0.4 w/mK K 2 2、導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)：數(shù)值的大小與物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、密度等有關(guān)。數(shù)值的大小與物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、密度等有關(guān)。數(shù)值的大小也與外界條件溫度、壓力等有關(guān)。數(shù)值的大小也與外界條件溫度、壓力等有關(guān)。質(zhì)地均勻的固體質(zhì)地均勻的固體: = 0(1+at)0為為

10、00C時(shí)固體的導(dǎo)熱系數(shù)，時(shí)固體的導(dǎo)熱系數(shù)，a為溫度系數(shù)為溫度系數(shù).液體混和物液體混和物: =k(1w1+ 2w2+ )w w 1 1, w, w2 2,-,-各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1 1 , ,2 2,-,-各組分的導(dǎo)熱系數(shù)各組分的導(dǎo)熱系數(shù)K-K-常數(shù)常數(shù), ,對(duì)一般混和物或溶液為對(duì)一般混和物或溶液為1.0,1.0,對(duì)有機(jī)物的水溶液為對(duì)有機(jī)物的水溶液為0.90.9氣體混和物氣體混和物: :=1x1M11/3+2x2M21/3+.x1M11/3+x2M21/3+.x x1 1 ,x ,x2 2各組分的摩爾分?jǐn)?shù)各組分的摩爾分?jǐn)?shù)M1 ,MM1 ,M2 2各組分的相對(duì)分子量各組分的相對(duì)分子量

11、二、平面壁的定態(tài)熱傳導(dǎo)二、平面壁的定態(tài)熱傳導(dǎo)1 1、單層平面壁的熱傳導(dǎo)、單層平面壁的熱傳導(dǎo): :在定態(tài)的條件下在定態(tài)的條件下, ,傳熱量不變，且兩壁面的溫度不隨時(shí)間而變傳熱量不變，且兩壁面的溫度不隨時(shí)間而變. .dtdQAdd dtQAd QdtAd 移項(xiàng)：移項(xiàng)：ddt 積分：積分：210ttddt 12tt 12tttRAtq u t t：溫差，傳熱推動(dòng)力，：溫差，傳熱推動(dòng)力，K Ku R=/(A) R=/(A) ： 傳熱阻力，熱阻，傳熱阻力，熱阻，K/WK/W213A厚度厚度t3t2t1t3t1t2t42 2、多層平面壁的熱傳導(dǎo)、多層平面壁的熱傳導(dǎo): :對(duì)于定態(tài)傳熱，各層傳熱速率相等，各層

12、傳熱面積相等。對(duì)于定態(tài)傳熱，各層傳熱速率相等，各層傳熱面積相等。第一層：第一層：12111()ttA111211tttA第二層：第二層：222322tttA第三層：第三層：333433tttA對(duì)定態(tài)傳熱：對(duì)定態(tài)傳熱：A1=A2=A3=A，1=2=3=上面三式相加：上面三式相加：31214123tttA 143121231ttttRAA312123123:tttt 多層平面壁的傳熱速率多層平面壁的傳熱速率等于總推動(dòng)力等于總推動(dòng)力t除總熱阻除總熱阻R。 多層平面壁的總熱阻多層平面壁的總熱阻R為各層熱阻之和（相當(dāng)于串聯(lián)）。為各層熱阻之和（相當(dāng)于串聯(lián)）。 各層的溫度降與該層的熱阻成正比。各層的溫度降與

13、該層的熱阻成正比。312123iittq例例解：根據(jù)題意解：根據(jù)題意若爐灶的爐壁順序地由厚若爐灶的爐壁順序地由厚24cm24cm的耐火磚的耐火磚(=0(=0.90W90W.m m-1-1.k k-1-1) )、12cm12cm的絕熱磚的絕熱磚(=0(=0.20W20W.m m-1-1.k k-1-1) )和和24cm24cm的建筑磚的建筑磚(=0(=0.63W63W.m m-1-1.k k-1-1) )砌成，傳熱穩(wěn)定后，耐火磚的內(nèi)壁溫度砌成，傳熱穩(wěn)定后，耐火磚的內(nèi)壁溫度為為940940 ，普通磚的外壁面溫度為，普通磚的外壁面溫度為5050試求每秒鐘試求每秒鐘每平方每平方米米壁面?zhèn)鲗?dǎo)傳熱所散失的

14、熱量，并求各磚層交界面的溫度。壁面?zhèn)鲗?dǎo)傳熱所散失的熱量，并求各磚層交界面的溫度。1 1=24cm=24cm， 2 2=12cm=12cm，3 3=24cm=24cm，t t1 1=940 =940 t t4 4=50 =50 1 1=0=0.90W90W.m m-1-1.k k-1-1 2 2=0=0.20W20W.m m-1-1.k k-1 -1 3 3=0=0.63W63W.m m-1-1.k k-1-1求：求：q=?q=?，t t2 2，t t3 3294050890713.40.240.120.241.2480.90.20.63iitqW m由由1iiiittq 得得12110.249

15、40713.4749.80.90ttq 23220.12749.8713.4321.80.20ttq 1940749.8190.2t 2749.8321.8428t 3321.850271.8t 1230.240.120.240.900.200.63tt190.2428271.8 絕熱磚層最薄，溫差最大，導(dǎo)熱系數(shù)小，熱阻最大。絕熱磚層最薄，溫差最大，導(dǎo)熱系數(shù)小，熱阻最大。1 1、單層圓筒壁的傳導(dǎo)傳熱、單層圓筒壁的傳導(dǎo)傳熱圓筒壁傳熱面積和溫度都隨圓筒壁圓筒壁傳熱面積和溫度都隨圓筒壁的半徑而變化的半徑而變化. .傅立葉定律應(yīng)寫為傅立葉定律應(yīng)寫為: :移項(xiàng)積分移項(xiàng)積分: :三、圓筒壁的傳導(dǎo)傳熱三、圓

16、筒壁的傳導(dǎo)傳熱rr1r2lt1.t2dttdrdtAd 2dtrldr 22112rtrtdrldtr 21212lnrlttr 12212lnlttrr 2121lnl trr2121lnl tdd2121lnl trr21221121lnl trrrrrr 2ml t r mt A mtAtR122121lnl ttrr1mtAu =r2-r1為圓筒壁厚度。為圓筒壁厚度。u r rm m為圓筒壁的對(duì)數(shù)平均半徑為圓筒壁的對(duì)數(shù)平均半徑：2121lnmrrrr r當(dāng)當(dāng)r r2 2/r/r1 12時(shí)可用算術(shù)平均半徑代替時(shí)可用算術(shù)平均半徑代替：r rm m=(r=(r1 1+r+r2 2) )/2/

17、2u A Am m為圓筒壁的平均傳熱面積：為圓筒壁的平均傳熱面積： A Am m =2rml2 2、多層圓筒壁的傳導(dǎo)傳熱多層圓筒壁的傳導(dǎo)傳熱122121lnl ttrr根據(jù)：根據(jù)：第一層第一層211211ln2rtttlr 322322ln2rtttlr 第二層第二層433433ln2rtttlr 第三層第三層三式相加三式相加32414112233111lnlnln2rrrtttlrrr 3241122332111lnlnlnl trrrrrr整理：整理：121lnnnnl trr121lnnnnl tdd同樣令：同樣令：1nnnrr11lnnnmnnnrrrrr2mnmnAlr1nmnntr

18、AtR傳熱速率與推動(dòng)力成正比，與熱阻成反比。傳熱速率與推動(dòng)力成正比，與熱阻成反比。注意各層直徑或半徑的取值。注意各層直徑或半徑的取值。例例 38382.5mm2.5mm的水蒸氣管（鋼的的水蒸氣管（鋼的=50W.m=50W.m-1-1.k.k-1-1 ）包有隔）包有隔熱層。第一層是熱層。第一層是40 mm40 mm厚的礦渣棉厚的礦渣棉(=0.07W.m(=0.07W.m-1-1.k.k-1-1) )，第二，第二層是層是20 mm20 mm厚的石棉泥（厚的石棉泥（ =0.15W.m=0.15W.m-1-1.k.k-1-1 ）。若管內(nèi)壁溫）。若管內(nèi)壁溫度為度為140140 ，石棉泥外壁溫度為，石棉泥

19、外壁溫度為3030 。試求每米管長(zhǎng)的熱。試求每米管長(zhǎng)的熱損失速率。若以同量的石棉作內(nèi)層，礦渣棉作外層時(shí)，情況損失速率。若以同量的石棉作內(nèi)層，礦渣棉作外層時(shí)，情況如何？試作比較。如何？試作比較。解：由題意得：解：由題意得：d1=0.033 d2=0.038 d3=0.118 d4=0.158=1=50 = 0.07 =0.15t1=140 t4=30 若以同量若以同量( (即相同體積即相同體積) )的石棉作內(nèi)層，礦渣棉作外層，的石棉作內(nèi)層，礦渣棉作外層，根據(jù)體積關(guān)系得：根據(jù)體積關(guān)系得：121lniiitdld210.03810.11810.158lnlnln500.0330.070.0380.1

20、50.118 238.1Wm222230.1580.1180.03844d30.112dmd1=0.033 d2=0.038 d3=0.112 d4=0.158=1=50 2= 0.15 3=0.07t1=140 t4=30121lniiitdld210.03810.11210.158lnlnln500.0330.150.0380.070.112 257.0Wm第一層第一層第二層第二層第三層第三層/l交換前交換前0.0028216.191.94638.1交換后交換后0.002827.2064.91657.0u 導(dǎo)熱系數(shù)小的材料應(yīng)用于內(nèi)層。導(dǎo)熱系數(shù)小的材料應(yīng)用于內(nèi)層。u 金屬管的熱阻很小，可以忽

21、略。金屬管的熱阻很小，可以忽略。作業(yè)：作業(yè)：P142起起3、5、7平面壁：平面壁： 1= 2= n= q1=q2=qn=q圓筒壁：圓筒壁： 1= 2= n= q1q2 qn第三節(jié)第三節(jié) 對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱因流體質(zhì)點(diǎn)變動(dòng)而形成的對(duì)流有兩種因流體質(zhì)點(diǎn)變動(dòng)而形成的對(duì)流有兩種:對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱: :是在流體流動(dòng)進(jìn)程中發(fā)生的熱量傳遞現(xiàn)象是在流體流動(dòng)進(jìn)程中發(fā)生的熱量傳遞現(xiàn)象,它它是依靠流體質(zhì)點(diǎn)的移動(dòng)進(jìn)行熱量傳遞的是依靠流體質(zhì)點(diǎn)的移動(dòng)進(jìn)行熱量傳遞的,與流與流體的流動(dòng)情況密切相關(guān)體的流動(dòng)情況密切相關(guān).自然對(duì)流自然對(duì)流: :因流體本身各質(zhì)點(diǎn)溫度不同因流體本身各質(zhì)點(diǎn)溫度不同,引起密度差異而形引起密度差異而形成的流體

22、質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)成的流體質(zhì)點(diǎn)移動(dòng).強(qiáng)制對(duì)流強(qiáng)制對(duì)流: : 借助于機(jī)械攪拌或機(jī)械作用而引起的流體借助于機(jī)械攪拌或機(jī)械作用而引起的流體質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)質(zhì)點(diǎn)移動(dòng).一、對(duì)流傳熱的機(jī)理一、對(duì)流傳熱的機(jī)理: :1 1、機(jī)理、機(jī)理靠近固體壁面附近存在一薄滯流底層靠近固體壁面附近存在一薄滯流底層，溫溫度梯度較大度梯度較大。過渡層中，溫度發(fā)生了緩慢的變化。過渡層中，溫度發(fā)生了緩慢的變化。湍流主體中湍流主體中，各處的溫度基本相同。各處的溫度基本相同。對(duì)于湍流流體：對(duì)于湍流流體：傳熱邊界層：靠近壁面，有明顯的溫度梯傳熱邊界層：靠近壁面，有明顯的溫度梯度的流體層度的流體層，包括滯流內(nèi)層和過渡層。包括滯流內(nèi)層和過渡層。一般把熱量由湍流

23、主體傳向器壁或一般把熱量由湍流主體傳向器壁或相反的傳熱過程叫做對(duì)流傳熱。相反的傳熱過程叫做對(duì)流傳熱。2 2、牛頓傳熱方程、牛頓傳熱方程當(dāng)湍流主體的溫度為當(dāng)湍流主體的溫度為t t1 1的流體向溫度為的流體向溫度為t t2 2的壁面對(duì)流傳的壁面對(duì)流傳熱時(shí)熱時(shí), ,傳熱速率傳熱速率與流體主體和壁面間的溫差與流體主體和壁面間的溫差(t(t1 1-t-t2 2) )及及壁面面積壁面面積A A成正比成正比, ,即即：傳熱膜系數(shù)傳熱膜系數(shù)，也叫，也叫傳熱分系數(shù)、傳熱分系數(shù)、給熱系數(shù)給熱系數(shù)。對(duì)穩(wěn)定傳熱過程對(duì)穩(wěn)定傳熱過程: :12dttdA12dttdA12ttAA t的單位：的單位：W.mW.m-2-2.K

24、.K-1-1 或或 J/(mJ/(m2 2.K.s).K.s)的物理意義：流體主體與壁面度差為的物理意義：流體主體與壁面度差為1K1K時(shí)時(shí), ,每秒通每秒通 過過1m1m2 2壁面所傳給流體壁面所傳給流體( (或由流體給或由流體給 出出) )的熱量的熱量。二、對(duì)流傳熱膜系數(shù)二、對(duì)流傳熱膜系數(shù): :1、影響傳熱膜系數(shù)的因素、影響傳熱膜系數(shù)的因素:(2) 流體的流動(dòng)形態(tài)和對(duì)流情況；流體的流動(dòng)形態(tài)和對(duì)流情況；(4) 傳熱的溫度和溫度差；傳熱的溫度和溫度差；(5) 流體傳熱的相變化；流體傳熱的相變化；(6) 壁面的形狀、排列方式和尺寸。壁面的形狀、排列方式和尺寸。(3) 流體的性質(zhì)：流體的性質(zhì)：、c

25、c、等物理性質(zhì)；等物理性質(zhì)；(1) 流體的種類：液體、氣體、蒸汽；流體的種類：液體、氣體、蒸汽；2、傳熱過程的幾個(gè)相關(guān)特征數(shù)：、傳熱過程的幾個(gè)相關(guān)特征數(shù)：格拉曉夫數(shù)：自然對(duì)流對(duì)換熱的影響。格拉曉夫數(shù)：自然對(duì)流對(duì)換熱的影響。Gr普朗特?cái)?shù)：流體的物理性質(zhì)對(duì)換熱的影普朗特?cái)?shù)：流體的物理性質(zhì)對(duì)換熱的影響。響。Pr雷諾數(shù)：流體流動(dòng)狀態(tài)對(duì)換熱的影響。雷諾數(shù)：流體流動(dòng)狀態(tài)對(duì)換熱的影響。Re努塞爾數(shù)：流體的導(dǎo)熱系數(shù)與換熱器壁努塞爾數(shù)：流體的導(dǎo)熱系數(shù)與換熱器壁幾何尺寸對(duì)換熱的影響。幾何尺寸對(duì)換熱的影響。Nu特征數(shù)的物理意義特征數(shù)的物理意義特征數(shù)形特征數(shù)形式式特征數(shù)特征數(shù)l dvRe c 322glt Nu 、R

26、e 、Pr應(yīng)用于強(qiáng)制對(duì)流傳熱。應(yīng)用于強(qiáng)制對(duì)流傳熱。 Gr應(yīng)用于受熱引起的自然對(duì)流傳熱。應(yīng)用于受熱引起的自然對(duì)流傳熱。3、傳熱膜系數(shù)的特征關(guān)系式：、傳熱膜系數(shù)的特征關(guān)系式：（1）狄丟斯式：）狄丟斯式：(適用于圓管內(nèi)強(qiáng)制湍流適用于圓管內(nèi)強(qiáng)制湍流)當(dāng)流體被冷卻時(shí)：當(dāng)流體被冷卻時(shí)：當(dāng)流體被加熱時(shí)：當(dāng)流體被加熱時(shí)：通過量綱分析，可獲得傳熱膜系數(shù)的一些特征數(shù)關(guān)系式：通過量綱分析，可獲得傳熱膜系數(shù)的一些特征數(shù)關(guān)系式：適用于大多數(shù)氣體和粘度小于適用于大多數(shù)氣體和粘度小于2 2倍水粘度的液體。倍水粘度的液體。0.80.40.023RePrd0.80.30.023RePrd適用于圓管內(nèi)強(qiáng)制湍流適用于圓管內(nèi)強(qiáng)制湍流

27、。用于列管間（非圓形）的流體，計(jì)算時(shí)用于列管間（非圓形）的流體，計(jì)算時(shí)d d 取取d de e：4de 流流體體流流道道橫橫截截面面積積橫橫截截面面上上被被流流體體濕濕潤(rùn)潤(rùn)周周邊邊定性溫度：可用流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值。定性溫度：可用流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值。液體被加熱時(shí)，液體被加熱時(shí)，t,。氣體被加熱時(shí)，氣體被加熱時(shí)，t,。對(duì)于高粘性的流體，加入校正因子對(duì)于高粘性的流體，加入校正因子c:0.80.330.027cRePrd 加熱時(shí)：加熱時(shí)：c=1.05冷卻時(shí)：冷卻時(shí)：c=0.95如：如：20的有機(jī)液體的有機(jī)液體Pr ：220； 20的水的水Pr ：7.01Pr1，指數(shù)大，指數(shù)大，大。大。

28、（2）自然對(duì)流傳熱）自然對(duì)流傳熱(蛇管或器壁蛇管或器壁)G Gr rP Pr r500(500(滯流滯流) )G Gr rP Pr r 2 210107 7( (湍流湍流) )500500G Gr rP Pr r2 210107 7( (過渡流過渡流) )u 計(jì)算時(shí)，定性溫度取壁面與流體溫度的平均值。計(jì)算時(shí)，定性溫度取壁面與流體溫度的平均值。1 31.18Gr Prd1 30.135Gr Prd1 40.54Gr Prd（3）帶攪拌的反應(yīng)釜）帶攪拌的反應(yīng)釜1 320.36RePrDu D D為反應(yīng)釜的內(nèi)徑。為反應(yīng)釜的內(nèi)徑。u 2d nRed d：攪拌槳的直徑，攪拌槳的直徑，n n：攪拌轉(zhuǎn)數(shù)。攪

29、拌轉(zhuǎn)數(shù)。例例 列管式冷凝器中，用水冷凝有機(jī)物蒸汽，水以列管式冷凝器中，用水冷凝有機(jī)物蒸汽，水以0.5m0.5ms s-1-1 的速率在的速率在25252mm2mm的管內(nèi)流動(dòng)，進(jìn)水溫度為的管內(nèi)流動(dòng)，進(jìn)水溫度為20,20,出水出水 溫度為溫度為4040。試求水對(duì)管壁的傳熱膜系數(shù)。試求水對(duì)管壁的傳熱膜系數(shù)。解：解：用進(jìn)出口的平均溫度用進(jìn)出口的平均溫度3030作為定性溫度：作為定性溫度：c c =4183 J=4183 JK K-1-1kgkg-1-1，=996 =996 kg/mkg/m3 3=8.01=8.011010-4 -4 PaPas s，=0.618 W=0.618 Wm m-1-1K K

30、-1-1題設(shè)：題設(shè)：=0.5 m=0.5 ms s-1-1， d=0.021 md=0.021 m0.021130564000dvRe41835.42cPr0.80.40.023RePrd0.023212611W mK212.611kW mK4、沸騰和冷凝時(shí)的傳熱膜系數(shù)：、沸騰和冷凝時(shí)的傳熱膜系數(shù)：（1）沸騰傳熱）沸騰傳熱 由傳熱面與液體間的溫差不同分為：由傳熱面與液體間的溫差不同分為：泡核沸騰泡核沸騰強(qiáng)烈的泡核沸騰強(qiáng)烈的泡核沸騰膜狀沸騰膜狀沸騰前面討論的是無(wú)相變時(shí)的前面討論的是無(wú)相變時(shí)的, ,沸騰和冷凝是相變過程。沸騰和冷凝是相變過程。 沸騰傳熱時(shí)，沸騰傳熱時(shí)，值總是較大。值總是較大。 對(duì)汽

31、泡產(chǎn)生有影響的因素都對(duì)汽泡產(chǎn)生有影響的因素都 對(duì)對(duì)有影響。有影響。 對(duì)對(duì)值的影響因素很多，難以計(jì)算，一般都有采用值的影響因素很多，難以計(jì)算，一般都有采用 實(shí)驗(yàn)值、經(jīng)驗(yàn)值。實(shí)驗(yàn)值、經(jīng)驗(yàn)值。 水水沸騰傳熱的沸騰傳熱的值值：1000100030000 W30000 Wm m-2-2K K-1-1（2）冷凝傳熱：）冷凝傳熱：滴狀冷凝：滴狀冷凝：冷凝液不潤(rùn)濕壁面，而是在壁面上形成冷凝液不潤(rùn)濕壁面，而是在壁面上形成 雜亂無(wú)章的珠滴，并在重力作用下沿壁雜亂無(wú)章的珠滴，并在重力作用下沿壁 面落下，這種過程稱為滴狀冷凝。面落下，這種過程稱為滴狀冷凝。 膜狀冷凝：冷凝液潤(rùn)濕壁面而形成平滑的液膜，液膜狀冷凝：冷凝液

32、潤(rùn)濕壁面而形成平滑的液膜，液 膜在重力作用下聚厚而流下，這種冷凝膜在重力作用下聚厚而流下，這種冷凝 稱為膜狀冷凝。稱為膜狀冷凝。 u 冷凝傳熱的傳熱膜系數(shù)比沸騰傳熱還要大冷凝傳熱的傳熱膜系數(shù)比沸騰傳熱還要大。u 發(fā)生相變時(shí)的發(fā)生相變時(shí)的值很大，熱阻很小，往往可以忽略值很大，熱阻很小，往往可以忽略。u 蒸汽冷凝時(shí)，不凝性氣體的存在會(huì)使蒸汽冷凝時(shí)，不凝性氣體的存在會(huì)使值減小。值減小。膜狀冷凝膜狀冷凝值：值：5 515 kW15 kWm m-2-2K K-1-1滴狀冷凝滴狀冷凝值：值：4040120120 kWkWm m-2-2K K-1-1三、常用的傳熱膜系數(shù)三、常用的傳熱膜系數(shù): :值由大到小的

33、順序值由大到小的順序水蒸汽水蒸汽冷凝冷凝水水沸騰沸騰水加熱水加熱或冷卻或冷卻油加熱油加熱或冷卻或冷卻氣體加熱氣體加熱或冷卻或冷卻第四節(jié)第四節(jié) 熱交換的計(jì)算熱交換的計(jì)算一、總傳熱方程：一、總傳熱方程：化工生產(chǎn)中最常用到的傳熱操作是熱流體經(jīng)管壁向冷流化工生產(chǎn)中最常用到的傳熱操作是熱流體經(jīng)管壁向冷流體傳熱的過程。管壁是傳導(dǎo)傳熱，兩側(cè)是對(duì)流傳熱。體傳熱的過程。管壁是傳導(dǎo)傳熱，兩側(cè)是對(duì)流傳熱。間壁兩側(cè)的傳熱經(jīng)間壁兩側(cè)的傳熱經(jīng)歷：對(duì)流歷：對(duì)流-傳導(dǎo)傳導(dǎo)-對(duì)對(duì)流流在定態(tài)條件下，在定態(tài)條件下，1=2=,上面三式相加可得：上面三式相加可得：1212tttAAA 1212tttRAAA熱流體一側(cè)：熱流體一側(cè)：1、

34、總傳熱方程：、總傳熱方程：1111A tt11111tttA間壁：間壁：冷流體一側(cè)：冷流體一側(cè)：12A tt12tttA 2222A tt22222tttA對(duì)于平面壁，對(duì)于平面壁，A A1 1= A= A2 2 = A= A2 2、平面壁的總傳熱方程：、平面壁的總傳熱方程：1A tttKA tRKA 其中：其中：1KW Wm m-2-2K K-1-1RKAA對(duì)復(fù)合傳熱壁：對(duì)復(fù)合傳熱壁：A t例例 夾套反應(yīng)釜的內(nèi)徑為夾套反應(yīng)釜的內(nèi)徑為80cm，釜壁鋼板，釜壁鋼板(=50Wm-1k-1)板板厚厚8 mm，襯搪瓷厚，襯搪瓷厚3 mm(=1.0Wm-1k-1)夾套通飽和水蒸汽夾套通飽和水蒸汽(=100

35、00 Wm-1k-1 )加熱，水蒸汽溫度為加熱，水蒸汽溫度為120，釜內(nèi)為有，釜內(nèi)為有機(jī)物機(jī)物(=250 Wm-1k-1 )，溫度為，溫度為80。試求該條件下單位面。試求該條件下單位面積傳熱速率和各熱阻占總熱阻的百分?jǐn)?shù)。積傳熱速率和各熱阻占總熱阻的百分?jǐn)?shù)。解解：反應(yīng)釜內(nèi)徑反應(yīng)釜內(nèi)徑0.8m外徑外徑0.822m，可近似地按平面壁公，可近似地按平面壁公 式進(jìn)行計(jì)算式進(jìn)行計(jì)算：由題設(shè)條件知：由題設(shè)條件知： 1=0.008m，1= 50Wm-1k-11=10000Wm-1k-1，2= 250Wm-1k-12=0.003m, 2= 1.0Wm-1k-1t1=120，t2=80K t1211t120801

36、0.0080.003110000501.02504440101.6 1034 407.2625510W m各層熱阻所占比例各層熱阻所占比例蒸汽冷凝：蒸汽冷凝：1.38%釜壁：釜壁：2.20%搪瓷層：搪瓷層：41.32%有機(jī)物側(cè)：有機(jī)物側(cè)：55.10%由計(jì)算可見：由計(jì)算可見：蒸汽冷凝的傳熱膜系數(shù)很大，熱阻很小。蒸汽冷凝的傳熱膜系數(shù)很大，熱阻很小。金屬壁的導(dǎo)熱系數(shù)很大，熱阻很小。金屬壁的導(dǎo)熱系數(shù)很大，熱阻很小。熱阻主要在搪瓷層和有機(jī)物側(cè)。熱阻主要在搪瓷層和有機(jī)物側(cè)。3 3、圓筒壁的總傳熱方程：、圓筒壁的總傳熱方程：若傳熱間壁為圓筒壁，則：若傳熱間壁為圓筒壁，則：熱流體熱流體111111112A t

37、trltt11112ttrl間壁：間壁：1222112211lnlnl ttl trrrr21211ln2rttlr冷流體冷流體222222222A ttrltt22222ttr l三式相加得：三式相加得：2121 112 2111ln2rttlrrr1221 112 22111lnl ttrrrr121 12 2211ml ttrrr 其中其中21rr2121lnmrrrr r 若若1 12 2相差較大，可選相差較大，可選較小的一側(cè)較小的一側(cè)r r作作r rm m。 若若圓筒壁是復(fù)合壁，則圓筒壁是復(fù)合壁，則mr為為mr或或11lniiirr 一般的傳熱壁都較薄，此時(shí)一般的傳熱壁都較薄，此時(shí)r

38、 r1 1rr2 2rrm m, ,則則1212211mr l tt121211mAttmKAt這也就是平面壁的計(jì)算公式。這也就是平面壁的計(jì)算公式。二、傳熱系數(shù)的大致范圍二、傳熱系數(shù)的大致范圍相對(duì)大?。合鄬?duì)大小：氣氣、氣液氣氣、氣液液液液液一側(cè)相變一側(cè)相變兩側(cè)相變兩側(cè)相變例例 用用134的飽和水蒸氣（的飽和水蒸氣（304kPa）通入夾套，使沸騰）通入夾套，使沸騰的甲苯氣化成甲苯蒸氣送往反應(yīng)器，甲苯沸點(diǎn)為的甲苯氣化成甲苯蒸氣送往反應(yīng)器，甲苯沸點(diǎn)為110.6 (氣化熱氣化熱363.5kJ.kg-1),加熱面為加熱面為1m2，每小時(shí)氣化，每小時(shí)氣化200kg甲甲苯。試求傳熱系數(shù)。若保溫后尚有苯。試求

39、傳熱系數(shù)。若保溫后尚有10%熱損失，試求水熱損失，試求水蒸氣每小時(shí)消耗量蒸氣每小時(shí)消耗量解：熱流量根據(jù)需要的熱量確定：解：熱流量根據(jù)需要的熱量確定：m200 363.5qH20.19kJ/s3600汽化2120.16863KW mKt 水蒸汽的凝結(jié)熱為水蒸汽的凝結(jié)熱為2.16103kJ/kg, 水蒸汽消耗量為：水蒸汽消耗量為：200137.4/0.9kg h三、傳熱溫差三、傳熱溫差1、定態(tài)恒溫傳熱和定態(tài)變溫傳熱：、定態(tài)恒溫傳熱和定態(tài)變溫傳熱：（1）定態(tài)的恒溫傳熱）定態(tài)的恒溫傳熱傳熱壁上的溫度不隨時(shí)間變化，也不隨位置變化。傳熱壁上的溫度不隨時(shí)間變化，也不隨位置變化。 兩側(cè)都有相變的傳熱，一側(cè)冷凝

40、，一側(cè)汽化兩側(cè)都有相變的傳熱，一側(cè)冷凝，一側(cè)汽化。（2）定態(tài)的變溫傳熱）定態(tài)的變溫傳熱傳熱壁上的溫度不隨時(shí)間變化，但隨位置而變化。傳熱壁上的溫度不隨時(shí)間變化，但隨位置而變化。 只有一側(cè)有相變，另一側(cè)無(wú)相變只有一側(cè)有相變，另一側(cè)無(wú)相變。 兩側(cè)都無(wú)相變兩側(cè)都無(wú)相變。 各點(diǎn)的傳熱溫度差相同各點(diǎn)的傳熱溫度差相同，t=T-tt=T-t 。由于溫度由于溫度隨位置而變化，隨位置而變化，各點(diǎn)的傳熱溫度差不同各點(diǎn)的傳熱溫度差不同。2、并流和逆流：、并流和逆流：（2 2）逆流：傳熱面兩側(cè)的逆流：傳熱面兩側(cè)的冷熱冷熱流體的流動(dòng)方向相反。流體的流動(dòng)方向相反。（1 1）并流：傳熱面兩側(cè)的冷熱流體流動(dòng)方向相同。）并流：傳

41、熱面兩側(cè)的冷熱流體流動(dòng)方向相同。 冷流體的出口溫度總是低于熱流體出口溫度。冷流體的出口溫度總是低于熱流體出口溫度。 冷流體的出口溫度可能高于熱流體的出口溫度。冷流體的出口溫度可能高于熱流體的出口溫度。 換熱推動(dòng)力都較大、均勻、總強(qiáng)度大。換熱推動(dòng)力都較大、均勻、總強(qiáng)度大。 換熱推動(dòng)力前大后小，換熱速率前快后慢。換熱推動(dòng)力前大后小，換熱速率前快后慢。 利用熱量更充分。利用熱量更充分。T1t1T2t2t1t2溫度溫度傳熱面積傳熱面積并流傳熱并流傳熱T1t1T2t2t1t2溫度溫度傳熱面積傳熱面積T1t1T2t2t1t2溫度溫度傳熱面積傳熱面積逆流換熱（逆流換熱（t1 t2）逆流換熱（逆流換熱（t1

42、t2）3、傳熱的平均溫度差的計(jì)算、傳熱的平均溫度差的計(jì)算（1 1）恒溫傳熱）恒溫傳熱t(yī)Tt （2 2）定態(tài)的變溫傳熱）定態(tài)的變溫傳熱111tTt222tTtT1t1T2t2t1t2傳熱面積傳熱面積dAdTdt1212lnmttttt 取傳熱微元，進(jìn)行兩流體的熱量取傳熱微元，進(jìn)行兩流體的熱量衡算和傳熱量計(jì)算，可得：衡算和傳熱量計(jì)算，可得： 這就是這就是對(duì)數(shù)平均傳熱溫度差。對(duì)數(shù)平均傳熱溫度差。 用對(duì)數(shù)平均傳熱溫度差的傳熱計(jì)算。用對(duì)數(shù)平均傳熱溫度差的傳熱計(jì)算。mKA tlnmttttt大小大小 為便于計(jì)算，可改寫為下式：為便于計(jì)算，可改寫為下式： 當(dāng)當(dāng)t大大2 2t小小時(shí)，時(shí)，可用算術(shù)平均值代替?？?/p>

43、用算術(shù)平均值代替。4、區(qū)別傳熱溫度差和流體溫度變化、區(qū)別傳熱溫度差和流體溫度變化傳熱溫度差傳熱溫度差流體溫度變化流體溫度變化t，tmt， t“兩種流體間，平均值兩種流體間，平均值同種流體同種流體傳熱推動(dòng)力傳熱推動(dòng)力換熱前后溫度變化換熱前后溫度變化=KA=KAttm m=mc=mct例例 在套管換熱器中，用一定量的熱流體將一定量的冷流在套管換熱器中，用一定量的熱流體將一定量的冷流體加熱，熱流體溫度由體加熱，熱流體溫度由120降到降到70 ，冷流體由，冷流體由20升升到到60試比較并流與逆流的傳熱溫差，如下圖所示。試比較并流與逆流的傳熱溫差，如下圖所示。T11200Ct1200Ct2600CT27

44、00C(A)并流并流T11200Ct2600Ct1200CT2700C（B）逆流）逆流解：解： 并流傳熱時(shí)：并流傳熱時(shí)：熱流體熱流體 12012070 70 冷流體冷流體 202060 60 tt大大=100 t=100 t小小=10 =10 lnmttttt大小大小100 10ln 100 1039.1 逆流傳熱時(shí)：逆流傳熱時(shí)：熱流體熱流體 12012070 70 冷流體冷流體 606020 20 tt大大=60 t=60 t小小=50 =50 lnmttttt大小大小6050ln 60 5054.8 逆流傳熱的傳熱推動(dòng)力比并流時(shí)大。逆流傳熱的傳熱推動(dòng)力比并流時(shí)大。 逆逆流時(shí)的流時(shí)的tm與算

45、術(shù)平均值與算術(shù)平均值55相對(duì)誤差相對(duì)誤差0.36%0.36%。 在相同的傳熱條件下，完成相同的傳熱量，則：在相同的傳熱條件下，完成相同的傳熱量，則：mmKAtKAt并并逆逆39.10.7154.8mmtAAt并逆并逆逆流所需的傳熱面積比并流時(shí)小。逆流所需的傳熱面積比并流時(shí)小。在列管換熱器中以流量為在列管換熱器中以流量為1kg/s，溫度為，溫度為20 C的冷卻水使的冷卻水使流量為流量為2.1kg/s的空氣從的空氣從130 C冷卻到冷卻到70 C。水在管內(nèi)，空。水在管內(nèi)，空氣在管間，逆流流動(dòng)，忽略垢層及管壁熱阻。已知：氣在管間，逆流流動(dòng)，忽略垢層及管壁熱阻。已知： 水水2500W/(m2K)， 空

46、空=50W/(m2K)，Cp水水=4.2kJ/(kg.K).K)，Cp空空=1kJ/(kgK)K)。求換熱器的傳熱面積。求換熱器的傳熱面積。例：例：解：解： 換熱速率為換熱速率為 2112121212500 5049.0211250050KW m K 設(shè)換熱后的水溫為設(shè)換熱后的水溫為x x C C，則有，則有：=q=qm m水水CpCp水水tt水水=1 =1 4.2 4.2 （t-20)=126t-20)=126t=126/4.2+20=50 C=q=qm m空氣空氣CpCp空氣空氣tt空氣空氣=2.1=2.11 1(130-70)=126kW(130-70)=126kW逆流傳熱：逆流傳熱：

47、熱流體熱流體 13013070 70 冷流體冷流體 505020 20 tt大大=80 t=80 t小小=50 =50 805063.83ln 80 50lnmtttKtt大小大小mKA t 由 得得2126 100040.349.02 63.83mAmK t即換熱器的換熱面積應(yīng)為即換熱器的換熱面積應(yīng)為40.3m25、并流與逆流傳熱的比較：、并流與逆流傳熱的比較：（1）逆流換熱的優(yōu)點(diǎn)：）逆流換熱的優(yōu)點(diǎn)：（2）并流換熱的優(yōu)點(diǎn)：）并流換熱的優(yōu)點(diǎn)： 傳熱推動(dòng)力大，傳熱強(qiáng)度高。傳熱推動(dòng)力大，傳熱強(qiáng)度高。 冷流體的出口溫度可高于熱流體的出口溫度。冷流體的出口溫度可高于熱流體的出口溫度。 熱量利用率高，節(jié)

48、約傳熱介質(zhì)。熱量利用率高，節(jié)約傳熱介質(zhì)。 前期前期tm大大，后期后期tm小，適合于如放熱反小，適合于如放熱反 應(yīng)的熱量轉(zhuǎn)移等一些特殊場(chǎng)合。應(yīng)的熱量轉(zhuǎn)移等一些特殊場(chǎng)合。 并流的并流的冷流體的出口溫度總是低于熱流體的出口冷流體的出口溫度總是低于熱流體的出口 溫度，可用于控制某一流體的過熱或過冷。溫度，可用于控制某一流體的過熱或過冷。四、強(qiáng)化傳熱過程的途徑：四、強(qiáng)化傳熱過程的途徑：（1） 增大傳熱面積增大傳熱面積（2） 提高傳熱溫差提高傳熱溫差（3） 提高傳熱系數(shù)提高傳熱系數(shù)三個(gè)方面三個(gè)方面mKA t1、用螺紋管或螺旋槽管用螺紋管或螺旋槽管傳熱量的增加率低于傳熱面積的增加率。傳熱量的增加率低于傳熱面

49、積的增加率。增加傳熱面積一般是指增大單位體積內(nèi)的傳熱面積。增加傳熱面積一般是指增大單位體積內(nèi)的傳熱面積。園管外表面上加螺旋翅片園管外表面上加螺旋翅片反應(yīng)釜內(nèi)加浸沒式蛇管。反應(yīng)釜內(nèi)加浸沒式蛇管。多孔物質(zhì)結(jié)構(gòu)多孔物質(zhì)結(jié)構(gòu)采用小直徑管采用小直徑管2、（1）采用逆流操作；）采用逆流操作；（2）增加熱流體的溫度；）增加熱流體的溫度； 增加水蒸汽的壓力；增加水蒸汽的壓力； 采用其它熱介質(zhì)如：油、熔鹽等；采用其它熱介質(zhì)如：油、熔鹽等；（3）降低冷流體的溫度；）降低冷流體的溫度； 增加冷卻水的用量，或降低冷卻水的溫度；增加冷卻水的用量，或降低冷卻水的溫度； 降低氨的蒸發(fā)壓強(qiáng)及溫度；降低氨的蒸發(fā)壓強(qiáng)及溫度；（4

50、）要綜合考慮；）要綜合考慮； 蒸汽壓力高，對(duì)設(shè)備要求也高。蒸汽壓力高，對(duì)設(shè)備要求也高。 冷卻水溫受氣溫限制，增加流，運(yùn)行費(fèi)用會(huì)增加。冷卻水溫受氣溫限制，增加流，運(yùn)行費(fèi)用會(huì)增加。3、1K一般金屬壁較薄，導(dǎo)熱系數(shù)大，熱阻小，可忽略，則一般金屬壁較薄，導(dǎo)熱系數(shù)大，熱阻小，可忽略，則1K1212 若若1211121K 12K若若121212K 若兩個(gè)若兩個(gè)相差較大時(shí)，相差較大時(shí)，K小于且接近于較小的一個(gè)。小于且接近于較小的一個(gè)。要提高總傳熱系數(shù)，關(guān)鍵是要增加較小的一個(gè)。要提高總傳熱系數(shù)，關(guān)鍵是要增加較小的一個(gè)。(1) 提高提高1 12 2 ，特別是較小的那個(gè)，特別是較小的那個(gè) 值；值；(2) 減小垢層

51、熱阻。減小垢層熱阻。 增加流速增加流速v ，增大流體的湍動(dòng)程度，增大流體的湍動(dòng)程度； 反應(yīng)釜中加攪拌反應(yīng)釜中加攪拌； 改變流體流動(dòng)方向，殼程加擋板等改變流體流動(dòng)方向，殼程加擋板等；0.80.40.30.023dvcd0.60.7 采用導(dǎo)熱系數(shù)大的流體。采用導(dǎo)熱系數(shù)大的流體。 采用大的流速等條件防止垢層生成。采用大的流速等條件防止垢層生成。 定時(shí)除垢。定時(shí)除垢。(3) 有相變時(shí)，控制為滴狀冷凝和泡核沸騰。有相變時(shí)，控制為滴狀冷凝和泡核沸騰。 控制溫度差在泡核沸騰的范圍。控制溫度差在泡核沸騰的范圍。 蒸汽中加入有機(jī)物等。蒸汽中加入有機(jī)物等。10、12、14、16、18、21、25作業(yè)：作業(yè)：第五節(jié)

52、第五節(jié) 熱交換器熱交換器按用途分為：按用途分為：加熱器加熱器冷卻器冷卻器冷凝器冷凝器按結(jié)構(gòu)分為：按結(jié)構(gòu)分為：管式換熱器：列管式、蛇管、套管管式換熱器：列管式、蛇管、套管板式換熱器：波紋板式、螺旋板式板式換熱器：波紋板式、螺旋板式夾套式：夾套反應(yīng)釜夾套式：夾套反應(yīng)釜一、列管式熱交換器一、列管式熱交換器1 1、（1）圓形殼體，長(zhǎng)）圓形殼體，長(zhǎng)/徑徑=610；（2）平行管束；）平行管束；（4）封頭，用法蘭連接；）封頭，用法蘭連接；（5）折流板，圓缺形；）折流板，圓缺形；（3）花板（管板），布管方式；）花板（管板），布管方式；2、熱膨脹的補(bǔ)償措施熱膨脹的補(bǔ)償措施（1）膨脹圈：殼體上滾壓而成。）膨脹圈：殼體上滾壓而成。 管板固定，適應(yīng)的溫度差較小，管板固定，適應(yīng)的溫度差較小，60607070